WO2024090404A1 - 金属酸リチウム混合液およびその製造方法 - Google Patents

金属酸リチウム混合液およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024090404A1
WO2024090404A1 PCT/JP2023/038263 JP2023038263W WO2024090404A1 WO 2024090404 A1 WO2024090404 A1 WO 2024090404A1 JP 2023038263 W JP2023038263 W JP 2023038263W WO 2024090404 A1 WO2024090404 A1 WO 2024090404A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal oxide
lithium metal
lithium
oxide mixed
mixed solution
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/038263
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高史 三浦
佐藤 理子 関
隆二 元野
周平 原
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三井金属鉱業株式会社 filed Critical 三井金属鉱業株式会社
Publication of WO2024090404A1 publication Critical patent/WO2024090404A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G35/00Compounds of tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G39/00Compounds of molybdenum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G41/00Compounds of tungsten
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids

Definitions

  • the present invention relates to a lithium metal oxide mixed solution and a method for producing the same.
  • Lithium metal oxides which are composites of lithium and metal elements such as niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten, are used in nonlinear optical materials, piezoelectric elements, battery materials, and the like.
  • Patent Document 1 discloses composite active material particles that can reduce the battery resistance generated in all-solid-state lithium-ion batteries.
  • lithium ion conductive oxides that cover at least a portion of the surface of the composite active material particles include lithium niobate and lithium tantalate.
  • lithium metal oxide have poor dispersibility and solubility in polar solvents, particularly water.
  • lithium tantalate has poor dispersibility and solubility in water compared to lithium niobate, and has the property of being prone to forming precipitates over time.
  • lithium tantalate produced using the method for producing lithium niobate disclosed in Patent Document 1 has low dispersibility in water, poor solubility in water, and does not have excellent storage stability.
  • the present invention aims to provide a lithium metal oxide mixed liquid that has high dispersibility in polar solvents, particularly water, good solubility in water, and excellent storage stability, and a method for producing the same.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention which has been made to solve the above-mentioned problems, is a lithium metal oxide mixed liquid containing a dispersion liquid of two or more types of lithium metal oxide selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten, wherein the number of moles of lithium contained in the lithium metal oxide mixed liquid per 1 L is Li (mol/L) and the total number of moles of two or more types of metals per 1 L of the lithium metal oxide mixed liquid is M (mol/L), the molar ratio Li/M is 0.1 or more and 10 or less, and the particle size (D50) of particles in the lithium metal oxide mixed liquid measured by a dynamic light scattering method is 100 nm or less.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention may be a lithium metal oxide mixed liquid containing two or more lithium metal oxide dispersions selected from a lithium niobate dispersion, a lithium tantalate dispersion, a lithium molybdate dispersion, and a lithium tungstate dispersion, and may be a lithium metal oxide mixed liquid containing three or four lithium metal oxide dispersions.
  • at least one of the two or more lithium metal oxide dispersions selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten may be a lithium niobate dispersion or a lithium tantalate dispersion.
  • Niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten mentioned in this specification include niobium oxide compounds, tantalum oxide compounds, molybdenum oxide compounds, and tungstate oxide compounds, unless otherwise specified.
  • the number of moles of lithium contained in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention per 1 L of the lithium metal oxide mixed solution is Li (mol/L), and the total number of moles of two or more metals per 1 L of the lithium metal oxide mixed solution is M (mol/L).
  • the molar ratio Li/M is 0.1 or more and 10 or less, the dispersibility in water, solubility, and stability of the mixed solution are improved.
  • the molar ratio Li/M is more preferably 0.2 or more and 6 or less, even more preferably 0.25 or more and 5 or less, particularly preferably 0.4 or more and 4 or less, and particularly preferably 0.5 or more and 2 or less.
  • M the total number of moles of two or more metals per 1 L of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention
  • the lithium metal oxide dispersion liquids selected as the two types of lithium metal oxide dispersion liquids are not limited to a lithium niobate dispersion liquid and a lithium tantalate dispersion liquid.
  • the lithium metal oxide dispersion liquids selected as the three kinds of lithium metal oxide dispersion liquids are not limited to a lithium niobate dispersion liquid, a lithium tantalate dispersion liquid, and a lithium molybdate dispersion liquid.
  • the lithium metal oxide in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention exists in the mixed solution as an ion in which the metal acid and lithium are ionically bonded.
  • hydroxide ions exist as anions
  • halide ions such as fluoride ions and chloride ions are hardly present
  • lithium exists as a cation.
  • niobium is considered to exist as an anion such as NbO 3 - or as a polyoxometalate (polyacid) ion in which a plurality of niobium atoms are bonded to an oxygen atom.
  • Tantalum is considered to exist as an anion such as TaO 3 - or as a polyoxometalate (polyacid) ion in which a plurality of tantalum atoms are bonded to an oxygen atom.
  • molybdenum is considered to exist as an anion such as MoO 4 2- or as a polyoxometalate (polyacid) ion in which a plurality of molybdenum atoms are bonded to an oxygen atom.
  • tungsten is thought to exist as an anion such as (W 2 O 7 ) 2- or (W 12 O 10 ) 8- , or as a polyoxometalate (polyacid) ion in which multiple tungsten atoms are bonded to oxygen atoms.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably one having a particle diameter (D50) of 100 nm or less as measured by dynamic light scattering, high dispersibility, little change over time, stability, reactivity when reacting with other substances or when compounding, and film uniformity when forming a film.
  • particles in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention include lithium niobate, lithium tantalate, lithium molybdate, lithium tungstate, lithium ions, niobium ions, tantalum ions, molybdenum ions, tungsten ions, niobate ions, tantalate ions, molybdate ions, tungstate ions, etc.
  • the particle diameter (D50) is preferably smaller, more preferably 80 nm or less, even more preferably 50 nm or less, particularly preferably 30 nm or less, even more preferably 20 nm or less, even more particularly preferably 10 nm or less, and even more particularly preferably 5 nm or less.
  • the "particle diameter (D50)" includes both the “initial particle diameter D50" of particles in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention adjusted to a liquid temperature of 25° C.
  • the "particle diameter (D50)" of particles in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention has a small fluctuation range over time between the "initial particle diameter D50" and the "time-dependent particle diameter D50”
  • the particle diameter (D50) of particles in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention after being left to stand for one month or more from the day the lithium metal oxide mixed solution of the present invention was produced also has a small fluctuation range over time from the "time-dependent particle diameter D50.”
  • a liquid in which the particle diameter (D50) of the particles in the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is 100 nm or less as a result of measurement using dynamic light scattering is defined as a "lithium metal oxide mixed liquid" of
  • the dynamic light scattering method is a method in which a solution such as a suspension is irradiated with light such as a laser beam to measure the light scattering intensity from a group of particles undergoing Brownian motion, and the particle size and distribution are obtained from the temporal variation of the intensity.
  • the particle size distribution is evaluated using a zeta potential, particle size, and molecular weight measurement system (ELSZ-2000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) in accordance with JIS Z 8828:2019 "Particle size analysis - dynamic light scattering method".
  • the solution is filtered through a filter with a pore size of 1 ⁇ m, and ultrasonic treatment is performed for 3 minutes at 28 kHz using an ultrasonic cleaner (VS-100III, manufactured by AS ONE Co., Ltd.).
  • the particle size (D50) refers to the median diameter (D50), which is the particle size that indicates the 50% cumulative value of the cumulative distribution curve.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is a lithium metal oxide mixed liquid containing a dispersion liquid of two or more lithium metal oxides selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten, characterized in that, where Li denotes the number of moles of lithium contained in the lithium metal oxide mixed liquid per 1 L of the lithium metal oxide mixed liquid and M denotes the total number of moles of two or more metals contained in the lithium metal oxide mixed liquid per 1 L of the lithium metal oxide mixed liquid, a molar ratio Li/M is 0.1 or more and 10 or less, and the maximum light transmittance in a wavelength region of 400 nm to 760 nm is 65% or more.
  • the lithium metal oxide dispersion of two or more kinds selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention, and the molar ratio Li/M are as described above, and therefore detailed description thereof will be omitted.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention preferably has a maximum light transmittance of 65% or more in the wavelength region of 400 nm to 760 nm, which is high in terms of the degree of dispersion and excellent uniformity of the components in the liquid. It is more preferable that the maximum light transmittance in the wavelength region of 400 nm to 760 nm is 75% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 85% or more, particularly preferably 90% or more, and even more particularly preferably 95% or more. The maximum light transmittance in the wavelength region of 400 nm to 760 nm may be 100%.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention preferably has a light transmittance of 65% or more at one or more wavelengths of 400 nm, 600 nm, and 750 nm, more preferably 70% or more, even more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
  • the light transmittance at one or more wavelengths of 400 nm, 600 nm, and 750 nm may be 70% or more, 72% or more, 74% or more, 76% or more, 78% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, or 100% or more.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention preferably has a light transmittance of 65% or more in the wavelength region of 400 nm to 760 nm, more preferably 70% or more, even more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
  • the light transmittance in the wavelength region of 400 nm to 760 nm may be 70% or more, 72% or more, 74% or more, 76% or more, 78% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more, or 100% or more.
  • the "light transmittance” includes both the “initial light transmittance” of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention adjusted to a liquid temperature of 25°C immediately after production, and the "time-dependent light transmittance" of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention after being left to stand for one month from the day the lithium metal oxide mixed solution of the present invention was produced in an incubator set at room temperature of 25°C.
  • the light transmittance of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention after being left to stand for one month or more from the day the lithium metal oxide mixed solution of the present invention was produced will also have a small fluctuation range over time with the "time-dependent light transmittance".
  • the above-mentioned light transmittance is measured for the lithium metal oxide mixed solution of the present invention using a spectrophotometer under the following transmittance measurement conditions.
  • the "dispersion” and “mixture” are not limited to those in which a solute is dispersed or mixed in a solvent in a monomolecular state, but also include aggregates in which multiple molecules are attracted to each other through intermolecular interactions, such as (1) polymer molecules, (2) solvated molecules, (3) molecular clusters, and (4) colloidal particles, dispersed in a solvent.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is characterized in that it further contains ammonia.
  • a reverse neutralization method is performed in which an acidic metal acid solution is added to ammonia water, and two or more types of lithium metal oxide dispersion liquids produced are mixed to produce the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention. Therefore, it is considered that ammonia containing ammonium ions substituted for lithium ions is present in the mixed liquid as cations.
  • the method for measuring the ammonia content in the mixed liquid includes a method of adding sodium hydroxide to the mixed liquid to separate ammonia by distillation and quantifying the ammonia content with an ion meter, a method of quantifying the N2 content in a gasified sample with a thermal conductivity meter, the Kjeldahl method, gas chromatography (GC), ion chromatography, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), etc.
  • the method of quantifying the amount by an ion meter is preferred.
  • the ammonia content of the ammonia containing ammonium ions contained in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably 0.001% by mass or more and 25% by mass or less, and more preferably 0.003% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the ammonia content may be 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, or 1% by mass or more and 8% by mass or less.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is also characterized by further containing hydrogen peroxide and/or an organic nitrogen compound.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention contains a lithium tantalate dispersion liquid
  • a tantalum compound aqueous solution can be produced by adding hydrogen peroxide to a tantalum fluoride aqueous solution and mixing them in the manufacturing method of the lithium tantalate dispersion liquid described below, so the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention may contain hydrogen peroxide.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention contains a lithium niobate dispersion liquid, if hydrogen peroxide is contained, there is a risk that a part of the solubilized niobic acid will form an unstable peroxo complex.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention contains a lithium tantalate dispersion liquid and a lithium niobate dispersion liquid, it is preferable that the content of hydrogen peroxide in the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is small.
  • the method for detecting hydrogen peroxide in a lithium metal oxide mixed solution of the present invention can confirm the content of hydrogen peroxide in the mixed solution by measuring the relative intensity of absorbance with a standard solution of hydrogen peroxide using, for example, a standard addition method. Specifically, a wavelength region in which a change in absorbance due to the formation of a peroxo complex is observed is found from the ultraviolet-visible absorption spectra of a standard solution containing a known content, for example, 1 mass% hydrogen peroxide, and a standard solution to which hydrogen peroxide is not added, and if the difference in absorbance between the standard solution to which hydrogen peroxide is not added and a sample with an unknown hydrogen peroxide content in that wavelength region is less than 1%, it can be confirmed that the sample with an unknown hydrogen peroxide content does not substantially contain hydrogen peroxide.
  • hydrogen peroxide in the mixture may be qualitatively and quantitatively analyzed by, for example, using a commercially available hydrogen peroxide measurement kit, adding a reagent that undergoes a color reaction with hydrogen peroxide to the mixture and measuring the color development, or adding a reagent that undergoes a fluorescent reaction with hydrogen peroxide to the mixture and measuring the light emission.
  • the organic nitrogen compounds in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention are presumed to exist in the mixed solution as ions in an ionic state with the metal acid.
  • organic nitrogen compounds include aliphatic amines, aromatic amines, amino alcohols, amino acids, polyamines, quaternary ammonium, guanidine compounds, and azole compounds.
  • aliphatic amines include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, methylethylamine, diethylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethylamine, n-propylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine, iso-propylamine, di-iso-propylamine, tri-iso-propylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine, iso-butylamine, di-iso-butylamine, tri-iso-butylamine, tert-butylamine, n-pentamine, n-hexylamine, cyclohexylamine, piperidine, etc.
  • aromatic amines include aniline, phenylenediamine, and diaminotoluene.
  • amino alcohols include methanolamine, ethanolamine, propanolamine, butanolamine, pentanolamine, dimethanolamine, diethanolamine, trimethanolamine, methylmethanolamine, methylethanolamine, methylpropanolamine, methylbutanolamine, ethylmethanolamine, ethylethanolamine, ethylpropanolamine, dimethylmethanolamine, dimethylethanolamine, dimethylpropanolamine, methyldimethanolamine, methyldiethanolamine, diethylmethanolamine, trishydroxymethylaminomethane, bis(2-hydroxyethyl)aminotris(hydroxymethyl)methane, and aminophenol.
  • amino acids include alanine, arginine, aspartic acid, and EDTA.
  • polyamines include polyamines and polyetheramines.
  • Examples of quaternary ammonium include alkylimidazolium, pyridinium, pyrrolidium, tetraalkylammonium, etc.
  • alkylimidazolium include 1-methyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-propyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-hexyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-propyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium, etc.
  • pyridinium and pyrrolidium include N-butyl-pyridinium, N-ethyl-3-methyl-pyridinium, N-butyl-3-methyl-pyridinium, N-hexyl-4-(dimethylamino)-pyridinium, N-methyl-1-methylpyrrolidinium, and N-butyl-1-methylpyrrolidinium.
  • tetraalkylammonium include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, and ethyl-dimethyl-propylammonium.
  • anions that form salts with the above-mentioned cations include OH - , Cl - , Br - , I - , BF 4 - , and HSO 4 - .
  • Examples of guanidine compounds include guanidine, diphenylguanidine, and ditolylguanidine.
  • Examples of azole compounds include imidazole compounds and triazole compounds. Specific examples of imidazole compounds include imidazole, 2-methylimidazole, and 2-ethyl-4-methylimidazole. Specific examples of triazole compounds include 1,2,4-triazole, 1,2,4-triazole-3-methylcarboxylate, and 1,2,3-benzotriazole.
  • the organic nitrogen compound is preferably an aliphatic amine, since it is highly volatile and has low toxicity.
  • an aliphatic amine having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and an aliphatic amine having 1 to 2 carbon atoms is particularly preferable.
  • Examples include methylamine and dimethylamine.
  • the organic nitrogen compound is a quaternary ammonium
  • tetraalkylammonium salts are preferable
  • tetraalkylammonium hydroxide salts are more preferable
  • tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium are particularly preferable
  • tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is also particularly preferable.
  • the organic nitrogen compound may be a mixture of two or more types selected from aliphatic amines, aromatic amines, amino alcohols, amino acids, polyamines, quaternary ammonium, guanidine compounds, and azole compounds, rather than just one type.
  • a mixture of two types, an aliphatic amine and a quaternary ammonium is preferable in that it can increase solubility while keeping the amount added low so as not to increase toxicity.
  • TMAH methylamine and tetramethylammonium hydroxide
  • TMAH dimethylamine and tetramethylammonium hydroxide
  • TMAH methylamine and dimethylamine
  • TMAH methylamine and dimethylamine
  • Methods for measuring the content of organic nitrogen compounds present in the tantalic acid compound dispersion of the present invention include gas chromatography (GC), liquid chromatography (LC), mass spectrometry (MS), gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). Measurement by liquid chromatography (LC) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) is particularly preferred.
  • the organic nitrogen compound contained in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably an aliphatic amine such as methylamine, dimethylamine, ethylamine, trimethylamine, or a mixture thereof, or a quaternary ammonium compound such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or tetraethylammonium hydroxide (TEAH).
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • TEAH tetraethylammonium hydroxide
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is characterized in that the solvent of the lithium metal oxide mixed liquid is water.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention has high dispersibility in polar solvents, particularly water, and good solubility in water, so that pure water can be used as the solvent.
  • An organic solvent may be used as the solvent. Examples of the organic solvent include alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, and the like, and the solvent may be a mixture of these organic solvents and pure water.
  • the alcohol solvent examples include alcohols having 5 or less carbon atoms (methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol), acetone, and high boiling point solvents. It is preferable that the above-mentioned solvents and water are compatible with each other.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention may contain one or more solvents at any ratio within a range that does not impair stability.
  • High boiling point solvents include polyhydric alcohol solvents and glycol solvents.
  • Polyhydric alcohol solvents include glycerin (boiling point: 290°C), 1,6-hexanediol (boiling point: 250°C), and 1,7-heptanediol (boiling point: 259°C).
  • glycol-based solvents include ethylene glycol (boiling point: 197.3° C.), propylene glycol (boiling point: 188.2° C.), diethylene glycol (boiling point: 244.3° C.), triethylene glycol (boiling point: 287.4° C.), oligoethylene glycol (boiling point: 287° C.
  • polyethylene glycol (PEG) (boiling point: 460° C. or higher), polyethylene glycol (PEG)-polypropylene glycol (PPG) copolymer (boiling point: 460° C. or higher), diethylene glycol monohexyl ether (boiling point: 260° C.), polyoxyalkylene monoalkyl ether (boiling point: 260° C. or higher), polyoxyethylene sorbitan monolaurate (boiling point: 321° C. or higher), other anionic fluorine-based surfactants (boiling point: 180° C.
  • the solvent of the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention described above may contain a binder such as a resin component.
  • a binder such as a resin component
  • the film-forming properties of the lithium metal oxide film formed using the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention can be improved.
  • the resin component used as the binder include acrylic resin, polyurethane, epoxy resin, polystyrene, polycarbonate, glycol-based resin, cellulose-based resin, and mixed resins and copolymer resins thereof.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is also characterized in that the metal element contents of the selected lithium metal oxide dispersion liquid are such that, when the lithium metal oxide mixed liquid is taken as 100 mass%, the niobium content is 20 mass% or less in Nb conversion, the tantalum content is 12 mass% or less in Ta conversion, the molybdenum content is 23 mass% or less in Mo conversion, and the tungsten content is 22 mass% or less in W conversion.
  • the niobium content is preferably 20% by mass or less in terms of Nb conversion, in order to achieve both practicality and stability of the lithium metal oxide mixed liquid.
  • the niobium content is more preferably 0.001% to 20% by mass or less in terms of Nb conversion, even more preferably 0.01% to 15% by mass or less, particularly preferably 0.1% to 10% by mass or less, even more particularly preferably 0.1% to 5% by mass or less, and even more particularly preferably 1% to 5% by mass or less.
  • the niobium content in the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention may be 3% to 20% by mass or less in terms of Nb conversion.
  • the tantalum content is preferably 12% by mass or less in terms of Ta, since this improves the dispersibility and solubility in a solvent, particularly in water.
  • the tantalum content is more preferably 0.001% by mass or more and 12% by mass or less in terms of Ta, even more preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, particularly preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, even more particularly preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and even more particularly preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the tantalum content in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention may be 1% by mass or more and 12% by mass or less in terms of Ta.
  • the molybdenum content is preferably 22% by mass or less in terms of Mo, since this improves dispersibility and solubility in a solvent, particularly water.
  • the molybdenum content is more preferably 0.001% by mass or more and 22% by mass or less in terms of Mo, even more preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less, particularly preferably 0.01% by mass or more and 15% by mass or less, even more particularly preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, even more particularly preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and even more particularly preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the tungsten content is preferably 23% by mass or less in terms of W, as this improves dispersibility and solubility in solvents, particularly water.
  • the tungsten content is more preferably 0.001% by mass or more and 23% by mass or less in terms of W, even more preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less, particularly preferably 0.01% by mass or more and 15% by mass or less, even more particularly preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, even more particularly preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and also particularly preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the contents of niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, and lithium in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention are calculated by diluting the mixed solution appropriately with dilute hydrochloric acid as necessary, and measuring the Nb mass fraction in Nb equivalent, the Ta mass fraction in Ta equivalent, the Mo mass fraction in Mo equivalent, the W mass fraction in W equivalent, and the Li mass fraction in Li equivalent in accordance with JIS K0116:2014 using ICP emission spectrometry (AG-5110 manufactured by Agilent Technologies).
  • the mass fractions of niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, and lithium in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention it is possible to specify the total mass fraction (H) of the lithium metal oxide mixed solution lithium (Li) contained in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention and two or more metals selected from the group consisting of niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), and tungsten (W).
  • the molar ratio Nb+Ta/Nb+Ta+Mo+W of niobium and tantalum to niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably 0.001 to 0.999.
  • the molar ratio Nb+Ta/Nb+Ta+Mo+W is more preferably 0.01 to 0.999, even more preferably 0.1 to 0.999, particularly preferably 0.25 to 0.999, even more particularly preferably 0.5 to 0.999, even more particularly preferably 0.75 to 0.999, even more particularly preferably 0.8 to 0.999, and even more particularly preferably 0.9 to 0.999.
  • the total content of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed liquid is 0.001 mass% or more and 50 mass% or less in terms of metal, when the lithium metal oxide mixed liquid is taken as 100 mass%.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably capable of forming a good lithium metal oxide film when the total content of the niobium content, tantalum content, molybdenum content, and tungsten content calculated using the above-mentioned ICP emission analysis (AG-5110 manufactured by Agilent Technologies) is 0.001% by mass or more and 50% by mass or less in terms of metal, i.e., Nb, Ta, Mo, and W, when the lithium metal oxide mixed solution is taken as 100% by mass.
  • the total content is more preferably 0.1% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more, when the lithium metal oxide mixed solution is taken as 100% by mass.
  • the total content is more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less, when the lithium metal oxide mixed solution is taken as 100% by mass.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is characterized in that the pH of the lithium metal oxide mixed liquid is 8 or higher.
  • the pH of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably 8 or more in terms of stabilizing the polyacid ions contained in the mixed solution.
  • the pH of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is more preferably 9 or more, even more preferably 10 or more, and particularly preferably 10.5 or more.
  • the pH of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention may be 11 to 14, 12 to 14, or 13 to 14. It is preferable that the lithium metal oxide mixed solution of the present invention does not contain an organic acid in terms of lowering the pH when the lithium metal oxide mixed solution of the present invention contains an organic acid.
  • pH includes both the “initial pH” of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention adjusted to a liquid temperature of 25°C immediately after production, and the "time-dependent pH” of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention after being left to stand for one month from the day the lithium metal oxide mixed solution of the present invention was produced in an incubator set at room temperature of 25°C.
  • the pH of the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is measured by immersing the electrode (HORIBA: Standard ToupH electrode 9615S-10D) of a pH meter (HORIBA: Glass electrode type hydrogen ion concentration indicator D-51) in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention and confirming that the solution temperature has stabilized at 25°C.
  • HORIBA Standard ToupH electrode 9615S-10D
  • HORIBA Glass electrode type hydrogen ion concentration indicator D-51
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention may contain compounds such as Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Sr, Zr, Hf, Ba, La, and Y as additives.
  • compounds include oxides, alkali metal salts of metal acids, alkaline earth metal salts of metal acids, chlorides, metal alkoxides, and polyoxometalates.
  • the content of additives in the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is preferably such that, when the total number of moles of each element contained as additives is X, the molar ratio X/M of the total number of moles (X) of each element as additives to the total number of moles (M) of niobium, tantalum, tantalum, and tungsten is 0.0002 to 0.8.
  • the molar ratio X/M may be 0.01 to 0.5, 0.1 to 0.4, or 0.2 to 0.3.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention is a homogeneous solution, even if these compounds are in a suspended state, it is expected that the homogeneity and reactivity (reaction rate) will be improved.
  • reaction rate the composite element can be brought into a state with the best reactivity.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention may contain components (referred to as "other components") other than components derived from niobium or niobic acid, tantalum or tantalic acid, molybdenum or molybdic acid, tungsten or tungstic acid, ammonia, hydrogen peroxide, and organic nitrogen compounds, as long as the effects of the lithium metal oxide mixed liquid are not impaired.
  • other components include Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Sr, Zr, Hf, Ba, La, and Y.
  • the other components are not limited to these.
  • the content of other components is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less. It is assumed that the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention contains unavoidable impurities, but this is not intended.
  • the content of unavoidable impurities is preferably 0.01% by mass or less.
  • the lithium metal oxide film of the present invention is characterized by containing the lithium metal oxide salt in the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention described above.
  • the lithium metal oxide film of the present invention includes a dried film obtained by applying the lithium metal oxide mixed solution of the present invention to the surface of a substrate and then vacuum drying the dried film, and a fired film obtained by firing the dried film.
  • the lithium metal oxide film of the present invention also includes a lithium metal oxide film having different physical properties such as a crystal structure, which is produced by vacuum drying or firing the lithium metal oxide mixed solution of the present invention. The method for producing the lithium metal oxide film of the present invention will be described later.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention described above is characterized in that it is used for coating a positive electrode for a lithium ion secondary battery.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is suitable for coating a positive electrode for a lithium ion secondary battery or a positive electrode material, based on the results of a stability test over time in which the state of the mixed liquid after being left to stand at room temperature (25° C.) for one month was visually observed, and a dynamic light scattering method was used to measure the particle size (D50) of particles in the mixed liquid over time.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is coated on a glass substrate used as a substitute for a current collector of a positive electrode for a lithium ion secondary battery, and the state of the coating film is observed under an optical microscope.
  • the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery of the present invention is characterized in that its surface is coated with the lithium metal oxide salt contained in the above-mentioned lithium metal oxide mixed solution of the present invention.
  • the coating amount of the lithium metal oxide salt coating the surface of the positive electrode active material for lithium ion secondary batteries of the present invention can be calculated by dissolving the positive electrode active material for lithium ion secondary batteries in an appropriate amount of hydrofluoric acid, and measuring the niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten mass fraction contents of the lithium metal oxide salt coating the particle surface of the positive electrode active material using ICP emission analysis (manufactured by Agilent Technologies: AG-5110) in accordance with JIS K0116:2014. Specifically, it is calculated by (the sum of the masses of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten/the positive electrode active material whose surface is coated) x 100.
  • the coating amount of the lithium metal oxide salt coating the surface of the positive electrode active material for lithium ion secondary batteries of the present invention can be expressed as a mass fraction content.
  • the mass fraction content is preferably 0.001% or more and 5% or less.
  • the mass fraction content may be 0.01% to 3%, or may be 0.1% to 1%.
  • the lithium ion secondary battery of the present invention is characterized by having a positive electrode coated with the above-mentioned positive electrode active material for lithium ion secondary batteries of the present invention.
  • the positive electrode active material coated with the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is suitable for coating the surface of a positive electrode for a lithium ion secondary battery. Therefore, by coating the surface of a positive electrode with the positive electrode active material coated with the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention, the performance of the lithium ion secondary battery can be improved.
  • the lithium metal oxide powder of the present invention is characterized by containing the lithium metal oxide particles contained in the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention described above.
  • the lithium metal oxide powder of the present invention includes a dried powder obtained by vacuum drying the lithium metal oxide mixed solution of the present invention and a fired powder obtained by firing the dried powder obtained.
  • the lithium metal oxide powder of the present invention also includes lithium metal oxide powders having different physical properties such as crystal structure, which are produced by vacuum drying or firing the lithium metal oxide mixed solution of the present invention. The method for producing the lithium metal oxide powder of the present invention will be described later.
  • the method for producing a lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is characterized by having a step of mixing dispersions of two or more lithium metal oxides selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten.
  • Two or more kinds of lithium metal oxide dispersions selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten, produced by the manufacturing method for each lithium metal oxide dispersion liquid described below, are weighed out so as to have a predetermined ratio, mixed, and stirred for 5 minutes, thereby obtaining the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention.
  • the method for producing a lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is characterized in that the lithium metal oxide dispersion liquid is a lithium metal oxide dispersion liquid produced by adding an acidic aqueous solution containing a metal selected from the group consisting of niobium, tantalum, and tungsten to an alkaline aqueous solution to produce a precipitate slurry containing the metal, and then mixing the precipitate slurry with lithium hydroxide and pure water.
  • the method for producing a lithium niobate dispersion includes the steps of producing an acidic niobium solution containing niobium, obtaining a precipitated slurry containing niobium by a reverse neutralization method in which the acidic niobium solution is added to ammonia water, and maintaining the mixture of the obtained precipitated slurry containing niobium with lithium hydroxide and pure water at 20°C to 100°C while stirring to obtain a lithium niobate dispersion.
  • the acidic niobium solution refers to an acidic niobium solution containing fluoride ions obtained by solvent extraction of a solution in which niobium is dissolved in an acidic solution containing hydrofluoric acid.
  • the acidic niobium solution containing fluoride ions for example, a niobium fluoride aqueous solution
  • niobium concentration is 1 g/L or more in terms of Nb 2 O 5
  • the niobium concentration is 100 g/L or less in terms of Nb 2 O 5 , since it is a niobium acid compound hydrate that is easily soluble in water, and in order to synthesize a niobium acid compound hydrate that is easily soluble in water more reliably, it is more preferable that it is 90 g/L or less, even more preferable that it is 80 g/L or less, and particularly preferable that it is 70 g/L or less.
  • the pH of the niobium fluoride aqueous solution is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, from the viewpoint of completely dissolving niobium or niobium oxide.
  • the reverse neutralization process in the process of obtaining a precipitation slurry containing niobium by a reverse neutralization method in which the acidic niobium solution is added to ammonia water (hereinafter referred to as the reverse neutralization process), it is preferable to obtain a precipitation slurry containing niobium by adding an acidic niobium solution containing fluoride ions to a predetermined content of ammonia water, i.e., by the reverse neutralization method.
  • the ammonia content of the ammonia water used for reverse neutralization is preferably 10% to 30% by mass. If the ammonia content is 10% by mass, niobium is less likely to remain undissolved, and niobium or niobic acid can be completely dissolved in water. On the other hand, if the ammonia content is 30% or less by mass, it is preferable because it is close to a saturated aqueous solution of ammonia.
  • the ammonia content of the ammonia water is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 25% by mass.
  • the ammonia content is preferably 30% by mass or less, more preferably 29% by mass or less, and even more preferably 28% by mass or less.
  • the amount of niobium fluoride aqueous solution added to ammonia water is preferably such that the molar ratio of NH 3 /Nb 2 O 5 is 95 or more and 500 or less, more preferably 100 or more and 450 or less, and even more preferably 110 or more and 400 or less.
  • the amount of niobium fluoride aqueous solution added to ammonia water is preferably such that the molar ratio of NH 3 /HF is 3.0 or more, more preferably 4.0 or more, and even more preferably 5.0 or more, from the viewpoint of generating amines or niobic acid compounds that dissolve in dilute ammonia water.
  • the molar ratio of NH 3 /HF is preferably 100 or less, more preferably 50 or more, and even more preferably 40 or more.
  • the time for adding the niobium fluoride aqueous solution to the ammonia water is preferably within 1 minute, more preferably within 30 seconds, and even more preferably within 10 seconds. In other words, rather than gradually adding the niobium fluoride aqueous solution over a period of time, it is preferable to add it to the ammonia water in as short a time as possible, for example by adding it all at once, and carry out the neutralization reaction.
  • the acidic niobium fluoride aqueous solution is added to the alkaline ammonia water, so that the neutralization reaction can be carried out while maintaining a high pH.
  • the niobium fluoride aqueous solution and ammonia water can be used at room temperature.
  • the method for producing a lithium niobate dispersion also includes a step of removing fluoride ions from the niobium-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method to obtain a niobium-containing precipitate from which the fluoride ions have been removed.
  • the niobium-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method contains fluorine compounds such as ammonium fluoride as impurities, so it is preferable to remove these.
  • the method for removing fluorine compounds is arbitrary, but for example, methods using membranes such as reverse osmosis filtration, ultrafiltration, and microfiltration using ammonia water or pure water, centrifugation, and other known methods can be used. Note that when removing fluoride ions from the niobium-containing precipitate slurry, there is no particular need to adjust the temperature, and the process may be carried out at room temperature.
  • the niobium-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method is decanted using a centrifuge, and washing is repeated until the amount of liberated fluoride ions is 100 mg/L or less, yielding a niobium-containing precipitate from which the fluoride ions have been removed.
  • the cleaning solution used to remove fluoride ions is preferably ammonia water.
  • ammonia water of 5.0 mass% or less is preferable, ammonia water of 4.0 mass% or less is more preferable, ammonia water of 3.0 mass% or less is even more preferable, and ammonia water of 2.5 mass% is particularly preferable.
  • ammonia water of 5.0 mass% or less the ammonia containing ammonium ions is suitable for fluoride ions, and unnecessary increases in costs can be avoided.
  • the niobium-containing precipitate thus obtained, from which the fluoride ions have been removed, is diluted with pure water or the like to obtain a precipitate slurry containing niobium from which the fluoride ions have been removed.
  • the niobium content of the precipitate slurry containing niobium is determined by taking a portion of the slurry, drying it at 110° C. for 24 hours, and then firing it at 1,000° C. for 4 hours to produce Nb 2 O 5.
  • the weight of the Nb 2 O 5 thus produced can be measured, and the niobium content of the slurry can be calculated from the weight.
  • the obtained niobium-containing precipitate slurry is mixed with lithium hydroxide monohydrate so that the niobium content of the final mixture is 0.001% by mass or more and 20% by mass or less in terms of Nb, and the molar ratio of lithium to niobium Li/Nb is 0.8 to 2.0, thereby obtaining a translucent white slurry.
  • the translucent white slurry is stirred while maintaining the liquid temperature at 50°C to 100°C (for example, 70°C) for 1 to 24 hours, thereby obtaining a colorless and transparent lithium niobate dispersion liquid.
  • the obtained lithium niobate dispersion liquid may be allowed to cool to room temperature.
  • the following concentration adjustment process may be performed to remove the ammonia component contained in the obtained lithium niobate dispersion liquid.
  • the concentration adjustment process for example, the mixture is heated and stirred for 1 to 100 hours at 60°C to 90°C while adding the evaporated solvent (pure water, etc.), and then cooled to room temperature.
  • the mixture is heated and stirred for 1 to 100 hours at 60°C to 90°C, and then cooled to room temperature. Then, to replenish the evaporated solvent (pure water, etc.), a solvent (pure water, etc.) is added.
  • the amount of the solvent added is adjusted so that the niobium content of the lithium niobate dispersion after the ammonia component is removed is equal to the niobium content of the lithium niobate dispersion before the ammonia component is removed.
  • pure water or an alkaline aqueous solution such as ammonia water
  • ammonia water may be added to the mixture of the niobium-containing precipitate slurry and lithium hydroxide monohydrate, and mixed.
  • the ammonia content of the ammonia water added to the mixture may be any content. For example, it may be 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and may be 10% by mass or more and 25% by mass or less.
  • the lithium niobate dispersion liquid obtained by the above-mentioned manufacturing method preferably has a pH of 9 or more in terms of stability. Furthermore, it is more preferable that the lithium niobate dispersion liquid has a pH of 10 or more, even more preferable that it is 10.5 or more, and particularly preferable that it is 11 or more.
  • the method for producing a lithium tantalate dispersion includes a reaction step of adding hydrogen peroxide to an aqueous solution of tantalum fluoride to produce an aqueous solution of a tantalum compound, a reverse neutralization step of adding the aqueous solution of the tantalum compound to an aqueous alkaline solution to produce a tantalum-containing precipitate, and a step of maintaining the mixture of the produced tantalic acid-containing precipitate, lithium hydroxide, and pure water at 20°C to 100°C while stirring to obtain a lithium tantalate dispersion.
  • the tantalum fluoride aqueous solution can be prepared by reacting tantalum, tantalum oxide or tantalum hydroxide with hydrofluoric acid (HF) such as an aqueous solution of hydrofluoric acid to form tantalum fluoride (H 2 TaF 7 ), which is then dissolved in water.
  • HF hydrofluoric acid
  • the acidic tantalum solution containing fluoride ions for example, a tantalum fluoride aqueous solution
  • water for example, pure water
  • the tantalum concentration is 1 g/L or more in terms of Ta 2 O 5
  • the tantalum concentration is 10 g/L or more
  • even more preferable that the tantalum concentration is 20 g/L or more.
  • the tantalum concentration is 100 g/L or less in terms of Ta 2 O 5 , since it is a tantalic acid compound hydrate that is easily soluble in water, and in order to more reliably synthesize a tantalic acid compound hydrate that is easily soluble in water, it is more preferable that the tantalum concentration is 90 g/L or less, even more preferable that the tantalum concentration is 80 g/L or less, and particularly preferable that the tantalum concentration is 70 g/L or less.
  • the pH of the tantalum fluoride aqueous solution is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, from the viewpoint of completely dissolving tantalum or tantalum oxide.
  • the hydrogen peroxide solution is added to the tantalum fluoride aqueous solution and mixed to obtain a tantalum compound aqueous solution. It is presumed that at least a portion of the obtained tantalum compound aqueous solution forms a peroxo complex.
  • the hydrogen peroxide content of the hydrogen peroxide solution added to the tantalum fluoride aqueous solution is preferably 0.5% by mass to 35% by mass.
  • hydrogen peroxide is preferably added so that the molar ratio of hydrogen peroxide to tantalum, H 2 O 2 /Ta, is 0.6 to 1.5, and more preferably 0.7 to 1.2, since hydrogen peroxide may decompose during mixing.
  • the aqueous solution of the tantalum compound is added to an alkaline aqueous solution to produce a tantalic acid-containing precipitate
  • the aqueous solution of the tantalum compound is added to an alkaline aqueous solution, for example, ammonia water, i.e., a precipitate slurry containing tantalum is obtained by the reverse neutralization method.
  • fluoride ions are removed from the obtained precipitate slurry containing tantalum, thereby obtaining a tantalum-containing precipitate from which fluoride ions have been removed.
  • the ammonia content of the ammonia water used for reverse neutralization is preferably 10% to 30% by mass. If the ammonia content is 10% by mass, tantalum is less likely to remain undissolved, and tantalum or tantalic acid can be completely dissolved in water. On the other hand, if the ammonia content is 30% or less by mass, it is preferable because it is close to a saturated aqueous solution of ammonia.
  • the ammonia content of the ammonia water is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 25% by mass or more.
  • the ammonia content is preferably 30% by mass or less, more preferably 29% by mass or less, and even more preferably 28% by mass or less.
  • the amount of the tantalum fluoride aqueous solution added to the ammonia water is preferably such that the molar ratio of NH 3 /Ta is 95 or more and 500 or less, more preferably 100 or more and 450 or less, and even more preferably 110 or more and 400 or less.
  • the amount of the tantalum fluoride aqueous solution added to the ammonia water is preferably such that the molar ratio of NH 3 /HF is 3.0 or more, more preferably 4.0 or more, and even more preferably 5.0 or more, from the viewpoint of generating amines or tantalic acid compounds that dissolve in dilute ammonia water.
  • the molar ratio of NH 3 /HF is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and even more preferably 40 or less.
  • the time for adding the tantalum fluoride aqueous solution to the ammonia water is preferably within 10 minutes, more preferably within 8 minutes, and even more preferably within 5 minutes.
  • the neutralization reaction can be carried out while maintaining a high pH.
  • the tantalum fluoride aqueous solution and ammonia water can be used at room temperature.
  • the reverse neutralization step fluoride ions are removed from the tantalum-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method, thereby obtaining a tantalum-containing precipitate from which fluoride ions have been removed.
  • the tantalum-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method contains fluorine compounds such as ammonium fluoride as impurities, so it is preferable to remove these.
  • the method for removing fluorine compounds is arbitrary, but for example, methods using membranes such as reverse osmosis filtration, ultrafiltration, and microfiltration using ammonia water or pure water, centrifugation, and other known methods can be used. Note that there is no particular need to adjust the temperature when removing fluoride ions from the precipitate slurry containing tantalum, and the process can be carried out at room temperature.
  • the tantalum-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method is decanted using a centrifuge and repeatedly washed until the amount of liberated fluoride ions is 100 mg/L or less, thereby obtaining a tantalum-containing precipitate from which the fluoride ions have been removed. Note that by repeating this washing process, the hydrogen peroxide added in the reaction process is also removed.
  • the cleaning solution used to remove fluoride ions is preferably ammonia water.
  • ammonia water with a concentration of 1% by mass or more and 35% by mass or less is preferable. With such ammonia water, ammonia containing ammonium ions is suitable for fluoride ions, and unnecessary increases in costs can be avoided.
  • the tantalum-containing precipitate from which the fluoride ions have been removed after the above-mentioned reaction process and reverse neutralization process is diluted with pure water or the like to obtain a tantalum-containing precipitate slurry from which the fluoride ions have been removed.
  • the tantalum-containing precipitate slurry from which the fluoride ions have been removed is then mixed with lithium hydroxide monohydrate, which is a hydroxide of lithium, and pure water, and the mixture is stirred and held at 5°C to 100°C for 0.1 to 72 hours to obtain a lithium tantalate dispersion.
  • the obtained tantalum-containing precipitate slurry, lithium hydroxide monohydrate, and pure water are mixed and stirred so that the tantalum content of the final mixture is 0.001% by mass or more and 12% by mass or less in terms of Ta, and the molar ratio of lithium to tantalum Li/Ta is 0.8 to 1.5, thereby obtaining a lithium tantalate dispersion liquid.
  • the following concentration adjustment process may be performed to remove the ammonia component contained in the obtained lithium tantalate dispersion liquid.
  • the concentration adjustment process for example, the mixture is heated and stirred for 1 to 100 hours at 60°C to 90°C while adding the evaporated solvent (pure water, etc.), and then cooled to room temperature.
  • the mixture is heated and stirred for 1 to 100 hours at 60°C to 90°C, and then cooled to room temperature. Then, a solvent (pure water, etc.) is added to replenish the evaporated solvent (pure water, etc.). The amount of the solvent added is adjusted so that the tantalum content of the lithium tantalate dispersion after the ammonia component has been removed is equal to the tantalum content of the lithium tantalate dispersion before the ammonia component has been removed.
  • a solvent pure water, etc.
  • lithium metal oxide dispersions used in the method for producing a lithium metal oxide mixed liquid of the present invention, the method for producing a lithium tungstate dispersion is described below.
  • the method for producing a lithium tungstate dispersion includes a step of mixing ammonium paratungstate with lithium hydroxide and pure water, and maintaining the mixture at 20°C to 100°C while stirring to obtain a lithium tungstate dispersion.
  • a lithium tungstate dispersion is obtained by stirring a mixture of ammonium paratungstate, lithium hydroxide monohydrate (a hydroxide of lithium), and pure water at 15°C to 100°C for 5 minutes to 1 hour.
  • the following concentration adjustment process may be performed to remove the ammonia component contained in the obtained lithium tungstate dispersion.
  • the concentration adjustment process for example, the mixture is heated and stirred for 1 hour to 100 hours at 60°C to 90°C while adding a solvent (pure water, etc.) to replace the evaporated amount, and then cooled to room temperature.
  • the mixture is heated and stirred for 1 hour to 100 hours at 60°C to 90°C, and then cooled to room temperature.
  • a solvent pure water, etc.
  • the amount of the solvent added is adjusted so that the tungsten content of the lithium tungstate dispersion after the ammonia component is removed is equal to the tungsten content of the lithium tungstate dispersion before the ammonia component is removed.
  • a production method including the steps of adding an acidic tungsten aqueous solution containing 1 to 100 g/L of tungsten in terms of WO3 to a 10 to 30 mass % ammonia aqueous solution to produce a tungsten-containing precipitate, adding an organic nitrogen compound to the tungsten-containing precipitate slurry obtained by turning the tungsten-containing precipitate into a slurry form to produce a tungstic acid dispersion, and adding lithium hydroxide and pure water to the tungstic acid dispersion to produce a lithium tungstate dispersion.
  • the acidic tungsten aqueous solution refers to a tungsten sulfate aqueous solution obtained by solvent extraction of a solution in which tungsten is dissolved in an acidic aqueous solution containing sulfuric acid.
  • the tungsten sulfate aqueous solution is preferably adjusted to contain 1 to 100 g/L of tungsten in terms of WO 3 by adding water (e.g., pure water).
  • water e.g., pure water
  • the tungsten concentration is 1 g/L or more in terms of WO 3
  • the tungsten concentration is 100 g/L or less in terms of WO 3 , it is preferable because the tungsten acid compound hydrate is easily soluble in water, and in order to more reliably synthesize the tungsten acid compound hydrate that is easily soluble in water, it is more preferable that it is 90 g/L or less, even more preferable that it is 80 g/L or less, and particularly preferable that it is 70 g/L or less.
  • the pH of the tungsten sulfate aqueous solution is preferably 2 or less, and more preferably 1 or less, from the viewpoint of completely dissolving tungsten or tungsten oxide.
  • aqueous tungsten sulfate solution When adding an aqueous tungsten sulfate solution to an aqueous ammonia solution, in the so-called reverse neutralization method, it is preferable to add the aqueous tungsten sulfate solution to an aqueous ammonia solution of 10% by mass to 30% by mass, i.e., to obtain a slurry of tungsten acid compound hydrate, or a so-called tungsten-containing precipitate, by the reverse neutralization method.
  • the ammonia content of the aqueous ammonia solution used for reverse neutralization is preferably 10% to 30% by mass. If the ammonia content is 10% by mass, tungsten is less likely to remain undissolved, and tungsten or tungsten oxide can be completely dissolved in water. On the other hand, if the ammonia content is 30% or less by mass, it is preferably close to a saturated aqueous solution of ammonia.
  • the ammonia content of the aqueous ammonia solution is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 25% by mass.
  • the ammonia content is preferably 30% by mass or less, more preferably 29% by mass or less, and even more preferably 28% by mass or less.
  • the amount of tungsten sulfate aqueous solution added to ammonia water is preferably such that the molar ratio of NH 3 /WO 3 is 0.1 or more and 300 or less, and more preferably 5 or more and 200 or less.
  • the molar ratio of NH 3 /SO 4 2- of the tungsten sulfate aqueous solution added to ammonia water is preferably 3.0 or more, more preferably 10.0 or more, and even more preferably 20.0 or more.
  • the molar ratio of NH 3 /SO 4 2- is preferably 200 or less, more preferably 150 or less, and even more preferably 100 or less.
  • the time required for adding the tungsten sulfate aqueous solution to the ammonia water is preferably within 1 minute, more preferably within 30 seconds, and even more preferably within 10 seconds.
  • the neutralization reaction can be carried out while maintaining a high pH.
  • the tungsten sulfate aqueous solution and the ammonia water can be used at room temperature.
  • the slurry of tungsten-containing precipitate obtained by the reverse neutralization method contains impurities, such as sulfate ions that have not reacted with tungsten or tungsten oxide and sulfur from hydrogen sulfate ions, so it is preferable to remove these.
  • the method for removing sulfur is arbitrary, but for example, methods using membranes such as reverse osmosis filtration, ultrafiltration, and microfiltration using ammonia water or pure water, centrifugation, and other known methods can be used. Note that there is no particular need to adjust the temperature when removing sulfur from the tungsten-containing precipitate slurry, and the process may be carried out at room temperature.
  • the tungsten-containing precipitate slurry obtained by the reverse neutralization method is decanted using a centrifuge, and washing is repeated until the conductivity of the tungsten-containing precipitate slurry is 500 ⁇ S/cm or less, thereby obtaining a tungsten-containing precipitate from which the sulfur has been removed.
  • the conductivity was measured by adjusting the liquid temperature of the tungsten-containing precipitate slurry to 25°C, immersing the measuring part of a conductivity meter (ASCON2, manufactured by AS ONE Corporation) in the supernatant liquid of the precipitate slurry, and reading the conductivity value after it stabilized.
  • the cleaning solution used to remove sulfur is preferably ammonia water.
  • ammonia water of 5.0 mass% or less is preferable, ammonia water of 4.0 mass% or less is more preferable, ammonia water of 3.0 mass% or less is even more preferable, and ammonia water of 2.5 mass% is particularly preferable.
  • ammonia water of 5.0 mass% or less ammonia containing ammonium ions is appropriate for the sulfur content, and unnecessary increases in costs can be avoided.
  • the tungsten-containing precipitate slurry is obtained by diluting the tungsten-containing precipitate from which sulfur has been removed with pure water or the like to make a slurry.
  • the tungsten content of the tungsten-containing precipitate slurry from which sulfur has been removed is measured by taking a part of the slurry, drying it at 110°C for 24 hours, and then firing it at 1,000°C for 4 hours to produce WO3 .
  • the weight of the WO3 thus produced can be measured, and the tungsten content of the slurry can be calculated from the weight.
  • the obtained tungsten-containing precipitate slurry is added to an organic nitrogen compound and mixed with pure water so that the tungsten content in the final mixture is 0.1% by mass or more and 40% by mass or less in terms of WO3 , and the mixture is stirred while maintaining the liquid temperature at room temperature (25°C) for 1 hour, thereby obtaining a colorless and transparent tungstic acid dispersion.
  • the organic nitrogen compound to be mixed with the tungsten-containing precipitate slurry is preferably an aliphatic amine and/or a quaternary ammonium.
  • the aliphatic amine is preferably mixed so that the aliphatic amine content in the tungsten-containing precipitate slurry is 40 mass% or less, more preferably 0.1 mass% to 30 mass%, even more preferably 0.5 mass% to 20 mass%, and particularly preferably 1 mass% to 10 mass%.
  • the aliphatic amine is more preferably methylamine, dimethylamine, ethylamine, trimethylamine, or a mixture thereof.
  • the quaternary ammonium is preferably mixed so that the quaternary ammonium content in the tungsten-containing precipitate slurry is 40% by mass or less, more preferably 0.1% to 30% by mass, even more preferably 0.5% to 20% by mass, and particularly preferably 1% to 10% by mass.
  • the quaternary ammonium is more preferably tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or tetraethylammonium hydroxide (TEAH).
  • the organic nitrogen compound to be mixed with the tungsten-containing precipitate slurry may be a mixture of two or more of aliphatic amines or quaternary ammonium, rather than just one of them.
  • a mixture of two or more organic nitrogen compounds such as methylamine and tetramethylammonium hydroxide (TMAH), dimethylamine and tetramethylammonium hydroxide (TMAH), or methylamine and dimethylamine, or a mixture of three or more organic nitrogen compounds such as methylamine, dimethylamine, and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) may be used, and may be changed as appropriate depending on the application.
  • the tungstic acid dispersion thus produced, lithium hydroxide monohydrate, and pure water are weighed out so that the molar ratio of lithium to tungsten in the final mixture, Li/W, is 0.2 or more and 20 or less, and the resulting mixture is stirred and held at 10°C to 100°C for 1 minute to 3 days to obtain a lithium tungstate dispersion.
  • the tungsten content of the final mixture is 0.001% by mass or more and 23% by mass or less in terms of W, and the lithium to tungsten molar ratio Li/W is 0.001% by mass or more and 5% by mass or less, to obtain a lithium tungstate dispersion.
  • the following concentration adjustment process may be performed to remove the ammonia component contained in the obtained lithium tungstate dispersion.
  • the concentration adjustment process for example, the mixture is heated and stirred for 1 hour to 100 hours at 60°C to 90°C while adding the evaporated solvent (pure water, etc.), and then cooled to room temperature. Alternatively, the mixture is heated and stirred for 1 hour to 100 hours at 60°C to 90°C, and then cooled to room temperature.
  • a solvent pure water, etc.
  • the amount of the solvent added is adjusted so that the tungsten content of the lithium tungstate dispersion after the ammonia component is removed is equal to the tungsten content of the lithium tungstate dispersion before the ammonia component is removed.
  • the lithium molybdate dispersion can be a dispersion in which commercially available lithium molybdate is dissolved in pure water.
  • lithium molybdate is mixed with pure water so that the molybdenum content of the final mixture is 0.001% by mass or more and 22% by mass or less in terms of Mo, and the molar ratio of lithium to molybdenum, Li/Mo, is 0.001 to 5, and the mixture is stirred while the liquid temperature is kept at 25°C for 1 hour, thereby obtaining a lithium molybdate dispersion.
  • Lithium hydroxide may be added when the lithium molybdate is mixed with the pure water.
  • concentration adjustment process may be performed.
  • the mixture is heated and stirred for 1 to 100 hours at 60°C to 90°C while adding the evaporated solvent (pure water, etc.), and then cooled to room temperature.
  • the mixture is heated and stirred for 1 to 100 hours at 60°C to 90°C, and then cooled to room temperature.
  • a solvent pure water, etc.
  • the amount of the solvent added is adjusted so that the molybdenum content of the lithium molybdate dispersion after the ammonia component has been removed is equal to the molybdenum content of the lithium molybdate dispersion before the ammonia component has been removed.
  • lithium metal oxide dispersions among the lithium niobate dispersion, lithium tantalate dispersion, lithium molybdate dispersion, and lithium tungstate dispersion produced by the above-mentioned manufacturing method are weighed out in a predetermined ratio, mixed, and stirred at 15°C to 100°C for 1 minute to 1 hour to obtain the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention.
  • the method for producing a lithium metal oxide film of the present invention is characterized by applying the above-mentioned lithium metal oxide mixed liquid of the present invention to a substrate, followed by drying and/or baking.
  • the lithium metal oxide mixed solution of the present invention used in the method for producing a lithium metal oxide film of the present invention may be one produced by the method for producing a lithium metal oxide mixed solution of the present invention described above.
  • a method for producing a lithium metal oxide dry film includes a coating process for coating a lithium metal oxide mixed liquid onto the surface of a substrate, and a film drying process for drying the lithium metal oxide mixed liquid coated onto the surface of the substrate to obtain a dry film.
  • the lithium metal oxide mixed liquid obtained by the above-mentioned method for producing a lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is dropped onto the surface of the substrate using a syringe while filtering, as necessary, for example, through a filter having a pore size of 0.22 ⁇ m, and then applied by spin coating (700 rpm, 10 seconds, then 1500 rpm, 15 seconds).
  • spin coating 700 rpm, 10 seconds, then 1500 rpm, 15 seconds.
  • a lithium metal oxide dry film is formed on the surface of the substrate by drying at 110° C. for 30 minutes.
  • the method for producing the lithium metal oxide fired film of the lithium metal oxide film includes a coating process in which a lithium metal oxide mixed liquid is applied to the surface of a substrate, a film drying process in which the lithium metal oxide mixed liquid applied to the surface of the substrate is dried to obtain a dried film, and a film firing process in which the dried film is fired in the atmosphere at a firing temperature of 300°C to 1,200°C for a firing time of 1 hour to 12 hours to obtain a fired film.
  • the lithium metal oxide mixed liquid is applied to the surface of the substrate, and the substrate on which the lithium metal oxide dry film is formed by drying is placed in a static furnace and baked in air at a baking temperature of 300°C to 1,200°C for a baking time of 1 hour to 12 hours, thereby forming a lithium metal oxide baked film on the surface of the substrate.
  • the method for producing a lithium metal oxide powder of the present invention is characterized by drying and/or calcining the above-mentioned lithium metal oxide mixed liquid of the present invention.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention used in the method for producing a lithium metal oxide powder of the present invention may be one produced by the method for producing a lithium metal oxide mixed liquid of the present invention described above.
  • the method for producing the lithium metal oxide dry powder involves placing the lithium metal oxide mixed liquid obtained by the method for producing the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention described above in a static furnace and vacuum drying it at a heating temperature of about 60°C to 200°C for 1 to 72 hours, whereby the water content of the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention evaporates, and a lithium metal oxide dry powder containing crystal particles of the lithium metal oxide salt contained in the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is obtained.
  • the method for producing calcined lithium metal oxide powder involves vacuum drying the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention as described above, placing the resulting dry lithium metal oxide powder in a static furnace, and calcining it in the atmosphere at a calcination temperature of 300°C or higher and 1,200°C or lower for a calcination time of 1 hour or higher and 72 hours or lower, thereby obtaining calcined lithium metal oxide powder.
  • the lithium metal oxide powder may be pulverized from the above-mentioned dry lithium metal oxide powder and sintered powder. Regardless of whether or not the powder is pulverized, the undersieve (fine particle side) obtained by classifying the above-mentioned dry lithium metal oxide powder and sintered powder using a sieve or the like may be used as the lithium metal oxide powder.
  • the oversieve (coarse particle side) may be pulverized again and classified before use. It is also possible to combine pulverization and classification using a vibrating sieve into which nylon or fluororesin-coated iron balls or the like are charged as pulverization media. By combining classification and pulverization in this way, even if there is lithium metal oxide powder that is too large, it is possible to remove it.
  • the opening is 150 ⁇ m to 1,000 ⁇ m. If the opening is 150 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, the proportion of oversieve particles will not be too high, so that re-pulverization will not be repeated, and lithium metal oxide powder that needs to be re-pulverized will not be classified to the undersieve.
  • the lithium metal oxide powder thus obtained is mixed with water or an organic solvent as a dispersion medium, and wet-pulverized using media such as beads to obtain a lithium metal oxide powder dispersion.
  • organic solvents used as dispersion media include alcohols, esters, ketones, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, ethers, and mixed solvents thereof.
  • a binder such as a resin component may be added.
  • resin components used as binders include acrylic resins, polyurethanes, epoxy resins, polystyrene, polycarbonates, glycol-based resins, cellulose-based resins, and mixed resins and copolymer resins thereof.
  • the method for producing a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery coated with the lithium metal oxide mixed solution of the present invention includes the steps of mixing the lithium metal oxide mixed solution of the present invention, a positive electrode active material, and, if necessary, an aqueous lithium hydroxide solution to produce a positive electrode active material slurry for a battery containing lithium metal oxide, and drying the positive electrode active material slurry for a battery containing lithium metal oxide.
  • a battery positive electrode active material for example, LiMn 2 O 4 (manufactured by Merck: spinel type, particle size ⁇ 0.5 ⁇ m) is added to the lithium metal oxide mixed solution obtained by diluting the lithium metal oxide mixed solution of the present invention with pure water to obtain a slurry containing lithium metal oxide. Then, while stirring the slurry containing the lithium metal oxide, an aqueous lithium hydroxide solution is dropped and the slurry is maintained at 90° C. for 10 minutes to produce a battery positive electrode active material slurry containing lithium metal oxide.
  • LiMn 2 O 4 manufactured by Merck: spinel type, particle size ⁇ 0.5 ⁇ m
  • LiMn2O4 LiCoO2 , LiNiO2 , LiFeO2 , Li2MnO3 , LiFePO4 , LiCoPO4 , LiNiPO4 , LiMnPO4 , LiNi0.5Mn1.5O4 , LiMn1 /3Co1/ 3Ni1 / 3O2 , LiCo0.2Ni0.4Mn0.4O2, lithium molybdate, LiMnO4 , LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 , LiMnO2 , etc.
  • LiMnO4 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 , LiMnO2 , etc.
  • the battery positive electrode active material slurry containing lithium metal oxide is dried in an atmospheric drying furnace for 15 hours while maintaining the furnace temperature at 110°C, thereby producing a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery coated with lithium metal oxide.
  • the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention is used, but a dried powder obtained by drying the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention, or a calcined powder obtained by drying and calcining the lithium metal oxide mixed liquid of the present invention and dispersing the calcined powder in a dispersion medium may also be used.
  • a positive electrode active material for a battery is added, but this may be changed as appropriate depending on the application.
  • a dispersant, a pH adjuster, a colorant, a thickener, a wetting agent, a binder resin, etc. may be added.
  • X to Y (X and Y are any numbers) is used, unless otherwise specified, it includes the meaning of “X or more and Y or less”, as well as “preferably greater than X” or “preferably smaller than Y”. Furthermore, when “X or more” (X is any number) or “Y or less” (Y is any number), it also includes the meaning of "preferably greater than X” or "preferably less than Y”.
  • the lithium metal oxide mixture of the present invention has high dispersibility in polar solvents, particularly water, good solubility in water, and excellent storage stability.
  • 1 is a table showing physical properties of lithium metal oxide mixed solutions according to Examples 1 to 15 of the present invention and Comparative Examples 1 and 2.
  • 1 is a table showing the measurement results of lithium metal oxide mixed solutions according to Examples 1 to 15 of the present invention and Comparative Examples 1 and 2.
  • the lithium metal oxide mixed solution according to the embodiment of the present invention will be further described below with reference to the following examples.
  • the present invention is not limited to the following examples.
  • lithium niobate dispersion, lithium tantalate dispersion, lithium molybdate dispersion, and lithium tungstate dispersion used in the following examples were produced by the manufacturing methods for each of the lithium metal oxide dispersions described above.
  • each lithium metal oxide dispersion liquid produced by the manufacturing method for each lithium metal oxide dispersion liquid described above is as follows.
  • the niobium content in the lithium niobate dispersion was 0.60 mol/L in terms of Nb, the lithium content was 0.62 mol/L, and the density was 1069 g/L.
  • the tantalum content in the lithium tantalate dispersion was 0.24 mol/L in terms of Ta, the lithium content was 0.23 mol/L, and the density was 1048 g/L.
  • the molybdenum content in the lithium molybdate dispersion was 0.29 mol/L in terms of Mo, the lithium content was 0.58 mol/L, and the density was 1035 g/L.
  • the tungsten content in the lithium tungstate dispersion was 0.22 mol/L in terms of W, the lithium content was 0.43 mol/L, and the density was 1042 g/L.
  • Example 1 6.39 g of the lithium niobate dispersion and 1.72 g of the lithium tantalate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion was 0.9:0.1. Then, 22.38 g of pure water was added to the polypropylene container so that the total content of niobium and tantalum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, and the mixture was mixed and stirred for 5 minutes to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 1.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 1.097 mass% (0.334 g, 0.120 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 0.237 mass% (0.072 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of niobium and tantalum in terms of metal was 1.334 mass% (0.407 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.091 mass% (0.091 g, 0.133 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 1 was 0.9.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.0.
  • Example 2 In Example 2, 3.55 g of the lithium niobate dispersion and 8.58 g of the lithium tantalate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion was 0.5:0.5. Then, a manufacturing method similar to that of Example 1 was carried out, except that 18.5 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and tantalum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 2.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.607 mass% (0.186 g, 0.067 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 1.182 mass% (0.362 g, 0.067 mol/L)
  • the total content of niobium and tantalum in terms of metal was 1.788 mass% (0.548 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.091 mass% (0.091 g, 0.133 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 2 was 0.5.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.5.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.0.
  • Example 3 In Example 3, 0.71 g of the lithium niobate dispersion and 15.44 g of the lithium tantalate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion was 0.1:0.9. Then, the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 14.61 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and tantalum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 3.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.121 mass% (0.037 g, 0.013 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 2.118 mass% (0.651 g, 0.120 mol/L)
  • the total content of niobium and tantalum in terms of metal was 2.239 mass% (0.689 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.090 mass% (0.028 g, 0.133 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 3 was 0.1.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.9.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.0.
  • Example 4 In Example 4, 6.39 g of the lithium niobate dispersion and 1.42 g of the lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.9:0.1. Then, the same production method as in Example 1 was carried out, except that 22.65 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 4.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 1.098 mass% (0.334 g, 0.120 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 0.126 mass% (0.038 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of niobium and molybdenum in terms of metal was 1.224 mass% (0.373 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.100 mass% (0.031 g, 0.147 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 4 was 0.9.
  • the molar ratio Mo/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of niobium and molybdenum was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of niobium and molybdenum was 1.10.
  • Example 5 In Example 5, 6.39 g of lithium niobate dispersion and 1.87 g of lithium tungstate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of tungsten in the lithium tungstate dispersion was 0.9:0.1. Then, the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 22.23 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and tungsten in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 5.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 1.097 mass% (0.334 g, 0.120 mol/L)
  • the tungsten content in terms of W was 0.241 mass% (0.074 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of niobium and tungsten in terms of metal was 1.338 mass% (0.408 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.100 mass% (0.031 g, 0.147 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 5 was 0.9.
  • the molar ratio W/M of the tungsten (W) to the total content (M) of niobium and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 1.10.
  • Example 6 In Example 6, 15.44 g of the lithium tantalate dispersion and 1.42 g of the lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion to the number of moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.9:0.1. Then, the same production method as in Example 1 was carried out, except that 13.9 g of pure water was added to the polypropylene container so that the total content of tantalum and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 6.
  • the tantalum content in terms of Ta in the lithium metal oxide mixed solution was 2.118 mass% (0.651 g, 0.120 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 0.125 mass% (0.038 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of tantalum and molybdenum in terms of metal was 2.242 mass% (0.690 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.099 mass% (0.031 g, 0.147 mol/L).
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of tantalum and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 6 was 0.9.
  • the molar ratio Mo/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of tantalum and molybdenum was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of tantalum and molybdenum was 1.10.
  • the initial pH of the lithium metal oxide mixed solution in Example 6 was 12.0, and the pH over time was 12.0.
  • Example 7 In Example 7, 15.44 g of lithium tantalate dispersion and 1.87 g of lithium tungstate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion to the number of moles of tungsten in the lithium tungstate dispersion was 0.9:0.1. Then, the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 13.48 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of tantalum and tungsten in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 7.
  • the tantalum content in terms of Ta in the lithium metal oxide mixed solution was 2.116 mass% (0.651 g, 0.120 mol/L)
  • the tungsten content in terms of W was 0.239 mass% (0.074 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of tantalum and tungsten in terms of metal was 2.355 mass% (0.725 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.099 mass% (0.031 g, 0.147 mol/L).
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of tantalum and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 7 was 0.9.
  • the molar ratio W/M of the tungsten (W) to the total content (M) of tantalum and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of tantalum and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 1.10.
  • the initial pH of the lithium metal oxide mixed solution in Example 7 was 12.0, and the pH over time was 12.0.
  • Example 8 In Example 8, 3.55 g of lithium niobate dispersion, 6.86 g of lithium tantalate dispersion, and 1.42 g of lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the moles of niobium in the lithium niobate dispersion, the moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion, and the moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.5:0.4:0.1.
  • Example 8 the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 18.76 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium, tantalum, and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 8.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.607 mass% (0.186 g, 0.067 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 0.946 mass% (0.290 g, 0.053 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 0.125 mass% (0.038 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of niobium, tantalum, and molybdenum in terms of metal was 1.679 mass% (0.514 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.100 mass% (0.031 g, 0.147 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium, tantalum, and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 8 was 0.5.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of niobium, tantalum, and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.4.
  • the molar ratio Mo/M of the molybdenum (Mo) and the total content (M) of niobium, tantalum, and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) and the total content (M) of niobium, tantalum, and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.10.
  • Example 9 In Example 9, 3.55 g of lithium niobate dispersion, 6.86 g of lithium tantalate dispersion, and 1.87 g of lithium tungstate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the moles of niobium in the lithium niobate dispersion, the moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion, and the moles of tungsten in the lithium tungstate dispersion was 0.5:0.4:0.1.
  • Example 9 the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 18.34 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium, tantalum, and tungsten in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 9.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.607 mass% (0.186 g, 0.067 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 0.945 mass% (0.290 g, 0.053 mol/L)
  • the tungsten content in terms of W was 0.240 mass% (0.074 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of niobium, tantalum, and tungsten in terms of metal was 1.792 mass% (0.549 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.100 mass% (0.031 g, 0.147 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium, tantalum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 9 was 0.5.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of niobium, tantalum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.4.
  • the molar ratio W/M of the tungsten (W) and the total content (M) of niobium, tantalum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) and the total content (M) of niobium, tantalum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 1.10.
  • Example 10 In Example 10, 2.84g (0.4mol) of lithium niobate dispersion, 6.86g (0.4mol) of lithium tantalate dispersion, 1.42g (0.1mol) of lithium molybdate dispersion, and 1.87g (0.1mol) of lithium tungstate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the moles of niobium in the lithium niobate dispersion, the moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion, the moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion, and the moles of tungsten in the lithium tungstate dispersion was 0.4:0.4:0.1:0.1.
  • Example 10 the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 17.63g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the final mixed solution was 0.133mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 10.
  • the niobium content in the lithium metal oxide mixed liquid calculated as Nb was 0.485 mass% (0.149 g, 0.053 mol/L)
  • the tantalum content in calculated as Ta was 0.945 mass% (0.290 g, 0.053 mol/L)
  • the molybdenum content in calculated as Mo was 0.125 mass% (0.038 g, 0.013 mol/L)
  • the tungsten content in calculated as W was 0.240 mass% (0.074 g, 0.013 mol/L)
  • the total content of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in calculated as metal was 1.796 mass% (0.550 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.109% by mass (0.033 g, 0.160 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 10 was 0.4.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.4.
  • the molar ratio Mo/M of the molybdenum (Mo) and the total content (M) of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio W/M of the tungsten (W) and the total content (M) of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed solution was 0.1.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixture was 1.20.
  • Example 11 In Example 11, 0.36 g of the lithium niobate dispersion and 0.86 g of the lithium tantalate dispersion were weighed out and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion was 0.5:0.5. Then, the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 28.85 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and tantalum in the final mixed solution was 0.013 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 11.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.062 mass% (0.019 g, 0.007 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 0.120 mass% (0.036 g, 0.007 mol/L)
  • the total content of niobium and tantalum in terms of metal was 0.182 mass% (0.055 g, 0.013 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.009 mass% (0.003 g, 0.013 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 11 was 0.5.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.5.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.0.
  • Example 11 Furthermore, the initial pH of the lithium metal oxide mixed solution in Example 11 was 11.1, and the pH over time was 11.0.
  • Example 12 In Example 12, 3.55 g of the lithium niobate dispersion and 7.09 g of the lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.5:0.5. Then, the same production method as in Example 1 was carried out, except that 19.82 g of pure water was added to the polypropylene container so that the total content of niobium and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 12.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.610 mass% (0.186 g, 0.067 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 0.630 mass% (0.192 g, 0.067 mol/L)
  • the total content of niobium and molybdenum in terms of metal was 1.240 mass% (0.378 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.137 mass% (0.042 g, 0.200 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 12 was 0.5.
  • the molar ratio Mo/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of niobium and molybdenum was 0.5.
  • the molar ratio Li/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of niobium and molybdenum was 1.50.
  • Example 12 Furthermore, the initial pH of the lithium metal oxide mixed solution in Example 12 was 10.5, and the pH over time was 10.5.
  • Example 13 In Example 13, 8.58 g of the lithium tantalate dispersion and 7.09 g of the lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion to the number of moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.5:0.5. Then, the same production method as in Example 1 was carried out, except that 14.96 g of pure water was added to the polypropylene container so that the total content of tantalum and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 13.
  • the tantalum content in terms of Ta in the lithium metal oxide mixed solution was 1.181 mass% (0.362 g, 0.067 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 0.626 mass% (0.192 g, 0.067 mol/L)
  • the total content of tantalum and molybdenum in terms of metal was 1.808 mass% (0.378 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.137 mass% (0.042 g, 0.200 mol/L).
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of tantalum and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 13 was 0.5.
  • the molar ratio Mo/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of tantalum and molybdenum was 0.5.
  • the molar ratio Li/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of tantalum and molybdenum was 1.50.
  • Example 14 In Example 14, 0.71 g of the lithium niobate dispersion and 12.77 g of the lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.1:0.9. Then, the same production method as in Example 1 was carried out, except that 17.00 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 14.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.122 mass% (0.037 g, 0.013 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 1.133 mass% (0.345 g, 0.120 mol/L)
  • the total content of niobium and molybdenum in terms of metal was 1.255 mass% (0.383 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.173 mass% (0.053 g, 0.253 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 14 was 0.1.
  • the molar ratio Mo/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of niobium and molybdenum was 0.9.
  • the molar ratio Li/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of niobium and molybdenum was 1.90.
  • Example 15 In Example 15, 1.72 g of the lithium tantalate dispersion and 12.77 g of the lithium molybdate dispersion were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion to the number of moles of molybdenum in the lithium molybdate dispersion was 0.1:0.9. Then, the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 16.03 g of pure water was added to the polypropylene container so that the total content of tantalum and molybdenum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Example 15.
  • the tantalum content in terms of Ta in the lithium metal oxide mixed solution was 0.237 mass% (0.072 g, 0.013 mol/L)
  • the molybdenum content in terms of Mo was 1.132 mass% (0.345 g, 0.120 mol/L)
  • the total content of tantalum and molybdenum in terms of metal was 1.369 mass% (0.418 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.173 mass% (0.053 g, 0.253 mol/L).
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) and the total content (M) of tantalum and molybdenum in the lithium metal oxide mixed solution according to Example 15 was 0.1.
  • the molar ratio Mo/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of tantalum and molybdenum was 0.9.
  • the molar ratio Li/M of the lithium metal oxide mixed solution to the total content (M) of tantalum and molybdenum was 1.90.
  • Example 15 Furthermore, the initial pH of the lithium metal oxide mixed solution in Example 15 was 10.4, and the pH over time was 10.3.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, 0.3 g of lithium niobate powder (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) and 0.47 g of lithium tantalate powder (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate powder to the number of moles of tantalum in the lithium tantalate powder was 0.5:0.5.
  • Example 1 the same manufacturing method as in Example 1 was carried out, except that 29.9 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and tantalum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Comparative Example 1.
  • the lithium niobate powder and lithium tantalate powder did not dissolve, and the lithium metal oxide mixed solution was in a state in which these powders could be visually confirmed.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.606 mass% (0.186 g, 0.067 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 1.180 mass% (0.362 g, 0.067 mol/L)
  • the total content of niobium and tantalum in terms of metal was 1.786 mass% (0.548 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.091 mass% (0.028 g, 0.133 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution according to Comparative Example 1 was 0.5.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.5.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.0.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, 3.55 g of the lithium niobate dispersion and 0.47 g of lithium tantalate powder (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) were weighed and placed in a polypropylene container so that the ratio of the number of moles of niobium in the lithium niobate dispersion to the number of moles of tantalum in the lithium tantalate dispersion was 0.5:0.5.
  • Example 2 a manufacturing method similar to that of Example 1 was carried out, except that 26.45 g of pure water was added to this polypropylene container so that the total content of niobium and tantalum in the final mixed solution was 0.133 mol/L, to obtain a lithium metal oxide mixed solution according to Comparative Example 2.
  • the niobium content in terms of Nb in the lithium metal oxide mixed solution was 0.610 mass% (0.186 g, 0.067 mol/L)
  • the tantalum content in terms of Ta was 1.188 mass% (0.362 g, 0.067 mol/L)
  • the total content of niobium and tantalum in terms of metal was 1.797 mass% (0.548 g, 0.133 mol/L).
  • the lithium content in terms of Li in the lithium metal oxide mixed solution was 0.091 mass% (0.028 g, 0.133 mol/L).
  • the molar ratio Nb/M of the niobium (Nb) and the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution according to Comparative Example 2 was 0.5.
  • the molar ratio Ta/M of the tantalum (Ta) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 0.5.
  • the molar ratio Li/M of the lithium (Li) to the total content (M) of niobium and tantalum in the lithium metal oxide mixed solution was 1.0.
  • the sample was appropriately diluted with dilute hydrochloric acid, and the Nb mass fraction in Nb terms, the Ta mass fraction in Ta terms, the Mo mass fraction in Mo terms, the W mass fraction in W terms, or the Li mass fraction in Li terms was measured using ICP optical emission spectrometry (AG-5110 manufactured by Agilent Technologies) in accordance with JIS K0116:2014.
  • ICP optical emission spectrometry AG-5110 manufactured by Agilent Technologies
  • the light transmittance at wavelengths of 400 nm, 600 nm, and 750 nm was 65% or more and less than 75%, it was evaluated as “ ⁇ (GOOD)”. If the light transmittance at wavelength 400 nm was less than 65%, it was evaluated as “ ⁇ (BAD)”.
  • initial light transmittance refers to the light transmittance at wavelengths of 400 nm, 600 nm, and 750 nm measured immediately after production.
  • aged light transmittance refers to the light transmittance at wavelengths of 400 nm, 600 nm, and 750 nm measured after leaving the material at rest for one month at room temperature of 25° C. from the day of production.
  • Dynamic Light Scattering The particle size distribution was evaluated by a dynamic light scattering method according to JIS Z 8828:2019 using a zeta potential, particle size, and molecular weight measurement system (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.: ELSZ-2000).
  • the mixed liquid was filtered through a filter with a pore size of 1 ⁇ m to perform filtering.
  • ultrasonic treatment was performed for 3 minutes at 28 kHz using an ultrasonic cleaner (manufactured by AS ONE Co., Ltd.: VS-100III) to perform dispersion treatment using ultrasonic waves.
  • D50 indicates the particle diameter that reaches 50% in terms of volume fraction.
  • the “initial particle diameter D50 (nm)” in FIG. 2 refers to the particle diameter (D50) of the particles in the lithium metal oxide mixed liquid immediately after generation.
  • particle diameter over time D50 (nm) refers to the particle diameter (D50) of particles in the lithium metal oxide dispersion liquid after being left to stand at room temperature of 25° C. for one month.
  • the measured "initial particle diameter D50 (nm)” and "particle diameter over time D50 (nm)” were evaluated according to the evaluation criteria " ⁇ (VERY GOOD)", “ ⁇ (GOOD)", or “ ⁇ (BAD)”.
  • the evaluation criterion “ ⁇ (VERY GOOD)” indicates that "D50 ⁇ 20nm” is met.
  • the evaluation criterion “ ⁇ (GOOD)” indicates that "20nm ⁇ D50 ⁇ 100nm” is met.
  • the evaluation criterion “ ⁇ (BAD)” indicates that "100nm ⁇ D50” is met. Note that the above-mentioned filtering was performed when measuring the "initial particle diameter D50 (nm)", but not when measuring the "particle diameter over time D50 (nm)", and only ultrasonic treatment was performed.
  • ⁇ Film-forming test> The appearance of the coating film formed on the surface of the glass substrate, which is a substitute for the current collector, was evaluated by observing it with an optical microscope.
  • the lithium metal oxide mixed liquid according to Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 was dropped onto a 25 mm x 25 mm glass substrate that had been degreased and washed with a neutral detergent and then dried using a syringe while being filtered with a filter having a pore size of 0.22 ⁇ m, and was applied by spin coating (700 rpm, 10 seconds, then 1500 rpm, 15 seconds). Then, the coating film was formed on the glass substrate by drying at 110° C. for 30 seconds.
  • the glass substrate was observed with an optical microscope (magnification: 40 times) in a central area of 10 mm x 10 mm of the formed coating film. When no bubbles, coating unevenness, or cracks were observed, the glass substrate was evaluated as having excellent film-forming properties and was evaluated as " ⁇ (GOOD)", and when even one was observed, the glass substrate was evaluated as not having excellent film-forming properties and was evaluated as " ⁇ (BAD)".
  • the lithium metal oxide mixed liquids of Examples 1 to 15 had high dispersibility in water and excellent solubility when the number of moles of lithium contained in the lithium metal oxide mixed liquid is Li, the total number of moles of two or more metals contained in the lithium metal oxide mixed liquid is M, the molar ratio Li/M is 0.1 to 10, and the particle size (D50) of the particles in the lithium metal oxide mixed liquid measured by dynamic light scattering method is 100 nm or less.
  • the lithium metal oxide mixed liquids according to Examples 1 to 15 are preferably selected such that the niobium content is 0.001% by mass to 20% by mass in terms of Nb in the case of a lithium niobate dispersion, the tantalum content is 0.001% by mass to 12% by mass in terms of Ta in the case of a lithium tantalate dispersion, the molybdenum content is 0.001% by mass to 22% by mass in terms of Mo in the case of a lithium molybdate dispersion, and the tungsten content is 0.001% by mass to 23% by mass in terms of W in the case of a lithium tungstate dispersion, as these are preferable in terms of both practicality and stability of the lithium metal oxide mixed liquid, and are also preferable in terms of improved dispersibility and solubility in polar solvents, particularly water.
  • the lithium metal oxide mixed liquids of Examples 1 to 15 were highly dispersible when the total content of niobium, tantalum, molybdenum, and tungsten in the lithium metal oxide mixed liquid was 0.001% by mass or more and 50% by mass or less in terms of metal.
  • the lithium metal oxide mixed liquids of Examples 1 to 15 showed excellent stability over time, with the particle diameter D50 of the particles in the lithium metal oxide mixed liquid showing no significant difference over time compared to the initial particle diameter D50, even after one month had passed.
  • the lithium metal oxide films formed from the lithium metal oxide mixed solutions of Examples 1 to 15 were observed under an optical microscope to show that the coatings formed from each lithium metal oxide mixed solution contained no coarse particles, and no air bubbles, coating irregularities, or cracks, demonstrating excellent film-forming properties.
  • inventions disclosed in this specification include, in addition to the configurations of each invention or embodiment, to the extent applicable, those that are specified by changing these partial configurations to other configurations disclosed in this specification, those that are specified by adding other configurations disclosed in this specification to these configurations, or those that are specified as higher-level concepts by deleting these partial configurations to the extent that partial effects are obtained.
  • the lithium metal oxide mixed solution according to the present invention is suitable for coating the positive electrode active material of a lithium ion secondary battery because it has high dispersibility in polar solvents, particularly water, good solubility in water, and excellent storage stability.
  • the lithium metal oxide mixed solution according to the present invention has excellent storage stability and can suppress the rate of defective products caused by precipitation due to changes over time, so that waste can be reduced and the energy costs for waste disposal can be reduced.
  • the lithium metal oxide mixed solution according to the present invention has good film-forming properties, so that waste can be reduced in the positive electrode active material of the coated lithium ion secondary battery as well, and the rate of defective products can be suppressed.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本発明の金属酸リチウム混合液は、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を含有する金属酸リチウム混合液であって、金属酸リチウム混合液に含まれる、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりのリチウムのモル数をLiと、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数をMとし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であり、且つ動的光散乱法による前記金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)が100nm以下である。

Description

金属酸リチウム混合液およびその製造方法
 本発明は、金属酸リチウム混合液およびその製造方法に関する。
 リチウムと、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン等の金属元素とを複合化させた金属酸リチウムは、非線形光学材料、圧電素子、電池材料などに利用されている。例えば、特許文献1には、全固体リチウムイオン電池に生じる電池抵抗を低下させることが可能な複合活物質粒子が開示されている。その複合活物質粒子の表面の少なくとも一部を被覆するリチウムイオン伝導性酸化物として、ニオブ酸リチウムや、タンタル酸リチウムが挙げられている。
特開2018-125214号公報
 しかしながら、金属酸リチウムの種類によっては、極性溶媒、とりわけ水への分散性や、溶解性が悪く、例えば、タンタル酸リチウムは、ニオブ酸リチウムと比して、水への分散性や、溶解性が悪く、また経時変化によって、沈殿物が生じやすい特性を有していた。具体的には、特許文献1に開示されたニオブ酸リチウムの製造方法を用いて、製造したタンタル酸リチウムは、水への分散性が低く、水に対する溶解性が不良で、且つ保存安定性に優れたものではなかった。
 本発明は、上記課題に鑑みて、極性溶媒、とりわけ水への分散性が高く、水に対する溶解性が良好で、且つ保存安定性に優れた金属酸リチウム混合液およびその製造方法を提供することである。
 上記課題を解決するためになされた本発明の金属酸リチウム混合液は、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を含有する金属酸リチウム混合液であって、前記金属酸リチウム混合液に含まれる、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりのリチウムのモル数をLi(mol/L)と、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数をM(mol/L)とし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であり、且つ動的光散乱法による前記金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)が100nm以下であることを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、ニオブ酸リチウム分散液、タンタル酸リチウム分散液、モリブデン酸リチウム分散液、及びタングステン酸リチウム分散液から選択された2種以上の金属酸リチウム分散液が混合した金属酸リチウム混合液であればよく、3種、又は4種の金属酸リチウム分散液を混合した金属酸リチウム混合液である。また、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液の内、少なくとも1種は、ニオブ酸リチウム分散液、又はタンタル酸リチウム分散液であるとよい。
 本明細書で言及するニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンは、特段の説明がない限り、ニオブ酸化合物、タンタル酸化合物、モリブデン酸化合物、及びタングステン酸化合物を含むものである。
 本発明の金属酸リチウム混合液に含まれる、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりのリチウムのモル数をLi(mol/L)と、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数をM(mol/L)とし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であると、水への分散性、溶解性、及び混合液の安定性が向上する。また、当該モル比Li/Mが0.2以上6以下であるとより好ましく、0.25以上5以下であるとさらに好ましく、0.4以上4以下であると特に好ましく、0.5以上2以下であるとまた特に好ましい。
 ここで、本発明の金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数「M」(mol/L)は、以下のように求めることができる。
 本発明の金属酸リチウム混合液が、ニオブ酸リチウム分散液とタンタル酸リチウム分散液との2種の金属酸リチウム分散液を混合して生成されたものである場合、当該金属酸リチウム混合液1Lあたりのニオブのモル数を「M1」(mol/L)とし、当該金属酸リチウム混合液1Lあたりのタンタルのモル数を「M2」(mol/L)とすると、当該金属酸リチウム混合液(1L)に含まれる金属の総モル数「M」(mol/L)は、「M=M1+M2」(mol/L)である。なお、2種の金属酸リチウム分散液として選択される金属酸リチウム分散液は、ニオブ酸リチウム分散液及びタンタル酸リチウム分散液に限定されない。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液が、ニオブ酸リチウム分散液、タンタル酸リチウム分散液、及びモリブデン酸リチウム分散液の3種の金属酸リチウム分散液を混合して生成されたものである場合、当該金属酸リチウム混合液1Lあたりのモリブデンのモル数を「M3」(mol/L)とすると、当該金属酸リチウム混合液(1L)に含まれる金属の総モル数「M」(mol/L)は、「M=M1+M2+M3」(mol/L)である。なお、3種の金属酸リチウム分散液として選択される金属酸リチウム分散液は、ニオブ酸リチウム分散液、タンタル酸リチウム分散液、及びモリブデン酸リチウム分散液に限定されない。
 さらに、本発明の金属酸リチウム混合液が、ニオブ酸リチウム分散液、タンタル酸リチウム分散液、モリブデン酸リチウム分散液、及びタングステン酸リチウム分散液の4種の金属酸リチウム分散液を混合して生成されたものである場合、当該金属酸リチウム混合液1Lあたりのタングステンのモル数を「M4」(mol/L)とすると、当該金属酸リチウム混合液(1L)に含まれる金属の総モル数「M」(mol/L)は、「M=M1+M2+M3+M4」(mol/L)である。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液中の金属酸リチウムは、金属酸とリチウムとがイオン結合した状態のイオンとして当該混合液中に存在するものと推測する。本発明の金属酸リチウム混合液には、陰イオンとして水酸化物イオンは存在する一方、フッ化物イオンおよび塩化物イオンなどのハロゲン化物イオンはほとんど存在せず、リチウムは陽イオンとして存在すると考えられる。そして、例えば、ニオブはNbO のような陰イオンか、複数のニオブ原子と酸素原子とが結合したポリオキソメタレート(ポリ酸)イオンとして存在していると考えらえる。また、タンタルはTaO のような陰イオンか、複数のタンタル原子と酸素原子とが結合したポリオキソメタレート(ポリ酸)イオンとして存在していると考えらえる。さらに、モリブデンはMoO 2-のような陰イオンか、複数のモリブデン原子と酸素原子とが結合したポリオキソメタレート(ポリ酸)イオンとして存在していると考えらえる。さらに、タングステンは(W2-や、(W12108-のような陰イオンか、複数のタングステン原子と酸素原子とが結合したポリオキソメタレート(ポリ酸)イオンとして存在していると考えらえる。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、動的光散乱法による前記金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)が100nm以下であると、分散性が高く、経時変化が少なく安定し、他の物質との反応や複合化に際する反応性、成膜時における膜均一性の観点から好ましい。本発明の金属酸リチウム混合液中の粒子としては、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、モリブデン酸リチウム、タングステン酸リチウム、リチウムイオン、ニオブイオン、タンタルイオン、モリブデンイオン、タングステンイオン、ニオブ酸イオン、タンタル酸イオン、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン等が挙げられる。また、当該粒子径(D50)は、より小粒径であると好ましく、80nm以下であるとより好ましく、50nm以下であるとさらに好ましく、30nm以下であると特に好ましく、20nm以下であるとまた特に好ましく、10nm以下であるとさらに特に好ましく、5nm以下であるとより特に好ましい。また、本明細書において、特段の説明がない限り、「粒子径(D50)」は、生成された直後に液温25℃に調整した本発明の金属酸リチウム混合液中の粒子の「初期粒子径D50」、及び室温25℃に設定した恒温器内で、本発明の金属酸リチウム混合液が生成された日から1カ月静置した後の金属酸リチウム混合液中の粒子の「経時粒子径D50」の両方を含むものである。また、本発明の金属酸リチウム混合液中の粒子の「粒子径(D50)」は、「初期粒子径D50」と「経時粒子径D50」との経時変動幅が小さければ、本発明の金属酸リチウム混合液が生成された日から1カ月以上静置した後の金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)は、「経時粒子径D50」との経時変動幅も小さいと推察される。このように、本発明の金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)が、動的光散乱法を用いて測定した結果、当該粒子径(D50)が100nm以下である状態の液を、本発明の「金属酸リチウム混合液」とする。
 ここで、動的光散乱法とは、懸濁溶液などの溶液にレーザ光などの光を照射することにより、ブラウン運動する粒子群からの光散乱強度を測定し、その強度の時間的変動から粒子径と分布を求める方法である。具体的には、粒度分布の評価方法は、ゼータ電位・粒径・分子量測定システム(大塚電子株式会社製:ELSZ-2000)を用いて、JIS Z 8828:2019「粒子径解析-動的光散乱法」に準拠して実施する。また、測定直前に測定対象である溶液中の埃等を除去するため、1μm孔径のフィルタで当該溶液を濾過し、超音波洗浄機(アズワン社製:VS-100III)にて、28kHz、3分間の超音波処理を実施する。なお、粒子径(D50)は、積算分布曲線の50%積算値を示す粒子径であるメジアン径(D50)をいう。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を含有する金属酸リチウム混合液であって、前記金属酸リチウム混合液に含まれる、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりのリチウムのモル数をLiと、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数をMとし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であり、且つ波長400nm~760nm領域の光透過度の最大値が65%以上であることを特徴とする。
 ここで、本発明の金属酸リチウム混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液、及びモル比Li/Mについては、上述した通りであるから、詳細な説明は省略する。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、波長400nm~760nm領域の光透過度の最大値が65%以上であると、分散度が高く液中成分の均一性が優れる点で好ましい。当該波長400nm~760nm領域の光透過度の最大値が、75%以上であるとより好ましく、80%以上であるとさらに好ましく、85%以上であると特に好ましく、90%以上であるとまた特に好ましく、95以上であるとより特に好ましい。当該波長400nm~760nm領域の光透過度の最大値が100%であってもよい。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、波長400nm、600nm、750nmの何れか1つ以上の波長における光透過度が65%以上であると好ましく、70%以上であるとより好ましく、80%以上であるとさらに好ましく、90%以上であると特に好ましく、100%であると最も好ましい。当該波長400nm、600nm、750nmの何れか1つ以上の波長における光透過度が70%以上であってもよく、72%以上であってもよく、74%以上であってもよく、76%以上であってもよく、78%以上であってもよく、80%以上であってもよく、90%以上であってもよく、95%以上であってもよく、97%以上であってもよく、98%以上であってもよく、99%以上であってもよく、100%以上であってもよい。
 さらに、本発明の金属酸リチウム混合液は、波長400nm~760nm領域の光透過度が65%以上であると好ましく、70%以上であるとより好ましく、80%以上であるとさらに好ましく、90%以上であると特に好ましく、100%であると最も好ましい。当該波長400nm~760nm領域の光透過度が70%以上であってもよく、72%以上であってもよく、74%以上であってもよく、76%以上であってもよく、78%以上であってもよく、80%以上であってもよく、90%以上であってもよく、95%以上であってもよく、97%以上であってもよく、98%以上であってもよく、99%以上であってもよく、100%以上であってもよい。
 なお、測定誤差等により、上述した光透過度の測定値が100%を超える場合があるが、理論上限値は100%であるため、当該測定値が100%超の場合、100%とみなす。また、本明細書において、特段の説明がない限り、「光透過度」は、生成された直後に液温25℃に調整した本発明の金属酸リチウム混合液の「初期光透過度」、及び室温25℃に設定した恒温器内で、本発明の金属酸リチウム混合液が生成された日から1カ月静置した後の金属酸リチウム混合液の「経時光透過度」の両方を含むものである。また、本発明の金属酸リチウム混合液の「光透過度」は、「初期光透過度」と「経時光透過度」との経時変動幅が小さければ、本発明の金属酸リチウム混合液が生成された日から1カ月以上静置した後の金属酸リチウム混合液の光透過度は、「経時光透過度」との経時変動幅も小さいと推察される。
 ここで、上述した光透過度は、本発明の金属酸リチウム混合液について、以下の透過度測定条件に従って、分光光度計を用いて測定する。
=光透過度測定条件=
・測定装置:紫外可視近赤外分光光度計UH4150形(株式会社日立ハイテクサイエンス製)
・測定モード:波長スキャン
・データモード:%T(透過)
・測定波長範囲:200nm~2000nm
・スキャンスピード:600nm/min
・サンプリング間隔:2nm
 なお、本発明における「分散液」及び「混合液」とは、溶質が溶媒中に単分子の状態で分散又は混合しているものに限られず、複数の分子が分子間の相互作用により引き合った集合体、例えば(1)多量体分子、(2)溶媒和分子、(3)分子クラスター、(4)コロイド粒子などが溶媒に分散しているものも含まれる。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、アンモニアをさらに含有することを特徴とする。
 後述する本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法で詳しく説明するが、当該製造工程において、酸性の金属酸溶液をアンモニア水に添加する逆中和法を経て、生成された2種以上の金属酸リチウム分散液を混合することにより、本発明の金属酸リチウム混合液が生成されることから、リチウムイオンと置換されたアンモニウムイオンを含むアンモニアが陽イオンとして当該混合液中に存在すると考えられる。
 当該混合液中に存在するアンモニア含有量の測定方法は、当該混合液に水酸化ナトリウムを加えてアンモニアを蒸留分離し、イオンメータによりアンモニア含有量を定量する方法、ガス化した試料中のN分を熱伝導度計で定量する方法、ケルダール法、ガスクロマトグラフィー(GC)、イオンクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー・質量分析(GC-MS)などが挙げられる。特に、イオンメータによる定量する方法が好ましい。
 本発明の金属酸リチウム混合液に含まれるアンモニウムイオンを含むアンモニアのアンモニア含有量は、0.001質量%以上25質量%以下であると好ましく、0.003質量%以上15質量%以下であるとより好ましい。当該アンモニア含有量は、0.1質量%以上10質量%以下であってもよく、0.5質量%以上10質量%以下であってもよく、1質量%以上8質量%以下であってもよい。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、過酸化水素およびまたは有機窒素化合物をさらに含有することを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液がタンタル酸リチウム分散液を含むものである場合、後述するタンタル酸リチウム分散液の製造方法において、過酸化水素水をフッ化タンタル水溶液に添加して、混合することにより、タンタル化合物水溶液を生成することができることから、本発明の金属酸リチウム混合液は、過酸化水素を含有してもよい。一方、本発明の金属酸リチウム混合液がニオブ酸リチウム分散液を含むものである場合、過酸化水素が含まれていると、可溶化したニオブ酸の一部が不安定なペルオキソ錯体を形成するおそれがある。例えば、本発明の金属酸リチウム混合液がタンタル酸リチウム分散液とニオブ酸リチウム分散液とを含むものである場合、本発明の金属酸リチウム混合液中の過酸化水素水含有量は小さい方が好ましい。
 本発明の金属酸リチウム混合液中の過酸化水素の検出方法は、例えば標準添加法を用いて、過酸化水素の標準液との吸光度の相対強度を測定することにより、当該混合液中の過酸化水素の含有量を確認することができる。具体的には、既知含有量、例えば1質量%過酸化水素を含む標準液と、過酸化水素が無添加の標準液とにおけるそれぞれの紫外可視吸収スペクトルから、ペルオキソ錯体形成に伴う吸光度の変化が観測される波長領域を見出し、その波長領域における過酸化水素が無添加の標準液と過酸化水素含有量が不明な試料との吸光度の差が1%未満であれば、過酸化水素含有量が不明な試料に過酸化水素が実質的に含まれていないことを確認することができる。当該溶液中に過酸化水素が含まれている場合、過酸化水素は金属のポリ酸と反応し、ペルオキソ錯体を形成することから、上述したように過酸化水素が無添加の標準液の吸光度の差を確認することにより、当該混合液中に過酸化水素が含まれていないことを確認できる。また、上述した標準添加法以外にも、例えば市販の過酸化水素測定キットを用いて、当該混合液に過酸化水素と呈色反応する試薬を加え、その発色を測定する方法や、当該混合液に過酸化水素と蛍光反応する試薬を加え、その発光を測定することによって、当該混合液中の過酸化水素を定性分析及び定量分析を行ってもよい。
 本発明の金属酸リチウム混合液中の有機窒素化合物は、金属酸とイオン結合した状態のイオンとして当該混合液中に存在するものと推測する。
 ここで、有機窒素化合物としては、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、アミノ酸、ポリアミン、4級アンモニウム、グアニジン化合物、アゾール化合物が挙げられる。
 脂肪族アミンとしては、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエチルアミン、n-プロピルアミン、ジn-プロピルアミン、トリn-プロピルアミン、iso-プロピルアミン、ジiso-プロピルアミン、トリiso-プロピルアミン、n-ブチルアミン、ジn-ブチルアミン、トリn-ブチルアミン、iso-ブチルアミン、ジiso-ブチルアミン、トリiso-ブチルアミンおよびtert-ブチルアミン、n-ペンタアミン、n-ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ピペリジンなどが挙げられる。
 芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、フェニレンジアミン、ジアミノトルエンなどが挙げられる。さらに、アミノアルコールとしては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、ジメタノールアミン、ジエタノールアミン、トリメタノールアミン、メチルメタノールアミン、メチルエタノールアミン、メチルプロパノールアミン、メチルブタノールアミン、エチルメタノールアミン、エチルエタノールアミン、エチルプロパノールアミン、ジメチルメタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジメチルプロパノールアミン、メチルジメタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジエチルメタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノトリス(ヒドロキシメチル)メタンおよびアミノフェノールなどが挙げられる。また、アミノ酸としては、例えば、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、EDTAなどが挙げられる。さらに、ポリアミンとしては、例えば、ポリアミン、ポリエーテルアミンなどが挙げられる。
 4級アンモニウムとしては、例えば、アルキルイミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジウム、テトラアルキルアンモニウムなどが挙げられる。ここで、アルキルイミダゾリウムの具体例としては、1-メチル-3-メチルイミダゾリウム、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム、1-プロピル-3-メチルイミダゾリウム、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム、1-メチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1-プロピル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムなどが挙げられる。また、ピリジニウム、ピロリジウムの具体例としては、N-ブチル-ピリジニウム、N-エチル-3-メチル-ピリジニウム、N-ブチル-3-メチル-ピリジニウム、N-ヘキシル-4-(ジメチルアミノ)-ピリジニウム、N-メチル-1-メチルピロリジニウム、N-ブチル-1-メチルピロリジニウムなどが挙げられる。さらに、テトラアルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、エチル-ジメチル-プロピルアンモニウムが挙げられる。なお、上述したカチオンと塩を形成するアニオンとしては、OH、Cl、Br、I、BF 、HSO などが挙げられる。
 グアニジン化合物としては、グアニジン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジンなどが挙げられる。また、アゾール化合物としては、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物などが挙げられる。ここで、イミダゾール化合物の具体例としては、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾールなどが挙げられる。また、トリアゾール化合物の具体例としては、1,2,4-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール-3-カルボン酸メチル、1,2,3-ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
 ここで、有機窒素化合物は、脂肪族アミンであると、揮発性が高く、低毒性でもあるから好ましい。具体的には、炭素数1以上4以下の脂肪族アミンであるとより好ましく、炭素数1以上2以下の脂肪族アミンであると特に好ましい。例えば、メチルアミン、ジメチルアミンなどが挙げられる。
 また、有機窒素化合物は、4級アンモニウムであると、溶解性が高いだけでなく、高い結晶化抑制や、高いゾル化抑制を有する点で好ましい。例えば、テトラアルキルアンモニウム塩が好ましく、水酸化テトラアルキルアンモニウム塩がより好ましく、水酸化テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムが特に好ましく、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)がまた特に好ましい。
 さらに、有機窒素化合物は、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、アミノ酸、ポリアミン、4級アンモニウム、グアニジン化合物、アゾール化合物から選択された1種ではなく、2種以上を混合したものであってもよい。例えば、脂肪族アミンと4級アンモニウムとの2種を混合したものであれば、毒性が上がらないように添加量を抑えつつ、溶解度をあげることができる点で好ましい。
 具体的には、メチルアミン及び水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、ジメチルアミン及び水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、メチルアミン及びジメチルアミンのように2種の有機窒素化合物を混合したものや、メチルアミン、ジメチルアミン及び水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)のように3種の有機窒素化合物を混合したものが挙げられる。
 なお、本発明のタンタル酸化合物分散液中に存在する有機窒素化合物含有量の測定方法は、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)、質量分析(MS)、ガスクロマトグラフィー・質量分析(GC-MS)、液体クロマトグラフィー・質量分析(LC-MS)などが挙げられる。特に、液体クロマトグラフィー(LC)、液体クロマトグラフィー・質量分析(LC-MS)による測定が好ましい。
 上述した通り、本発明の金属酸リチウム混合液に含まれる有機窒素化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、又はそれらの混合物である脂肪族アミン、または水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、又は水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)である4級アンモニウム化合物であると好ましい。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、前記金属酸リチウム混合液の溶媒が水であることを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、極性溶媒、とりわけ水への分散性が高く、水に対する溶解性が良好であるため、溶媒として純水を用いることができる。溶媒としては、有機溶媒を用いてもよい。有機溶媒としては、アルコール溶媒、ケトン溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒、芳香族炭化水素溶媒、脂肪族炭化水素類溶媒等が挙げられ、これら有機溶媒と純水とを混合した溶媒であってもよい。また、アルコール溶媒としては、炭素数5以下のアルコール(メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール)や、アセトンや、高沸点溶媒などが挙げられる。上述した溶媒と水は相溶することが好ましい。また、本発明の金属酸リチウム混合液は、安定性を阻害しない範囲で、任意の割合で1種以上の溶媒を含むことができる。
 高沸点溶媒として、多価アルコール系溶媒や、グリコール系溶媒が挙げられる。多価アルコール系溶媒とは、グリセリン(沸点:290℃)、1,6-ヘキサンジオール(沸点:250℃)、1,7-ヘプタンジオール(沸点:259℃)などが挙げられる。また、グリコール系溶媒とは、エチレングリコール(沸点:197.3℃)、プロピレングリコール(沸点:188.2℃)、ジエチレングリコール(沸点:244.3℃)、トリエチレングリコール(沸点:287.4℃)、オリゴエチレングリコール(沸点:287℃~460℃)、ポリエチレングリコール(PEG)(沸点:460℃以上)、ポリエチレングリコール(PEG)-ポリプロピレングリコール(PPG)コポリマー(沸点:460℃以上)、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(沸点:260℃)、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル(沸点:260℃以上)、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(沸点:321℃以上)、その他アニオン性フッ素系界面活性剤(沸点:180℃以上)、両性フッ素系界面活性剤(沸点:180℃以上)、ノニオン性フッ素系界面活性剤(沸点:180℃以上)、アミンオキシド(沸点:180℃以上)などが挙げられる。上述した沸点は、1気圧における沸点である。
 さらに、上述した本発明の金属酸リチウム混合液の溶媒は、樹脂成分等のバインダーを含むものであってもよい。本発明の金属酸リチウム混合液の溶媒が、樹脂成分等のバインダーを含むものであると、本発明の金属酸リチウム混合液を用いて、形成された金属酸リチウム膜の成膜性を向上させることができる。ここで、バインダーとして用いられる樹脂成分は、例えばアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、グリコール系樹脂、セルロース系樹脂、及びそれらの混合樹脂、共重合樹脂が挙げられる。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、選択された金属酸リチウム分散液の金属元素含有量は、前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、ニオブ含有量はNb換算で20質量%以下であり、タンタル含有量はTa換算で12質量%以下であり、モリブデン含有量はMo換算で23質量%以下であり、タングステン含有量はW換算で22質量%以下であることを特徴とする。
 選択された前記金属酸リチウム分散液がニオブ酸リチウム分散液の場合、ニオブ含有量が、Nb換算で20質量%以下であると、当該金属酸リチウム混合液の実用性及び安定性を両立する点で好ましい。また、当該ニオブ含有量は、Nb換算で、0.001質量%20質量%以下であるとより好ましく、0.01質量%以上15質量%以下であるとさらに好ましく、0.1質量%以上10質量%以下であると特に好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であるとより特に好ましく、1質量%以上5質量%以下であるとさらに特に好ましい。また、本発明の金属酸リチウム混合液中のニオブ含有量が、Nb換算で3質量%以上20質量%以下であってもよい。
 選択された前記金属酸リチウム分散液がタンタル酸リチウム分散液の場合、タンタル含有量が、Ta換算で12質量%以下であると、溶媒、とりわけ水への分散性及び溶解性が向上する点で好ましい。また、当該タンタル含有量は、Ta換算で、0.001質量%以上12質量%以下であるとより好ましく、0.01質量%以上10質量%以下であるとさらに好ましく、0.1質量%以上8質量%以下であると特に好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であるとより特に好ましく、1質量%以上5質量%以下であるとさらに特に好ましい。また、本発明の金属酸リチウム混合液中のタンタル含有量が、Ta換算で1質量%以上12質量%以下であってもよい。
 選択された前記金属酸リチウム分散液がモリブデン酸リチウム分散液の場合、モリブデン含有量が、Mo換算で22質量%以下であると、溶媒、とりわけ水への分散性及び溶解性が向上する点で好ましい。また、当該モリブデン含有量は、Mo換算で、0.001質量%以上22質量%以下であるとより好ましく、0.01質量%以上20質量%以下であるとさらに好ましく、0.01質量%以上15質量%以下であると特に好ましく、0.1質量%以上10質量%以下であるとより特に好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であるとさらに特に好ましく、1質量%以上5質量%以下であるとまた特に好ましい。
 選択された前記金属酸リチウム分散液がタングステン酸リチウム分散液の場合、タングステン含有量が、W換算で23質量%以下であると、溶媒、とりわけ水への分散性及び溶解性が向上する点で好ましい。また、当該タングステン含有量は、W換算で、0.001質量%以上23質量%以下であるとより好ましく、0.01質量%以上20質量%以下であるとさらに好ましく、0.01質量%以上15質量%以下であると特に好ましく、0.1質量%以上10質量%以下であるとより特に好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であるとさらに特に好ましく、1質量%以上5質量%以下であるとまた特に好ましい。
 ここで、本発明の金属酸リチウム混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン、及びリチウム含有量は、当該混合液を必要に応じて希塩酸で適度に希釈し、ICP発光分析(アジレント・テクノロジー社製:AG-5110)を用いて、JIS K0116:2014に準拠し、Nb換算のNb質量分率、Ta換算のTa質量分率、Mo換算のMo質量分率、W換算のW質量分率、及びLi換算のLi質量分率を測定して算出する。本発明の金属酸リチウム混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン、及びリチウムの質量分率を特定することにより、本発明の金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液リチウムのリチウム(Li)と、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)からなる群より選択される2種以上の金属の総質量分率(H)を特定することができる。
 本発明の金属酸リチウム混合液中のニオブ及びタンタルと、ニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンとのモル比Nb+Ta/Nb+Ta+Mo+Wは、0.001~0.999であると好ましい。当該モル比Nb+Ta/Nb+Ta+Mo+Wは、0.01~0.999であるとより好ましく、0.1~0.999であるとさらに好ましく、0.25~0.999であると特に好ましく、0.5~0.999であるとより特に好ましく、0.75~0.999であるとさらに特に好ましく、0.8~0.999であるとまた特に好ましく、0.9~0.999であると殊更好ましい。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、前記金属酸リチウム混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量が、前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、メタル換算で0.001質量%以上50質量%以下である。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、上述したICP発光分析(アジレント・テクノロジー社製:AG-5110)を用いて算出されたニオブ含有量、タンタル含有量、モリブデン含有量、及びタングステン含有量の総含有量が、前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、メタル換算、すなわちNb換算、Ta換算、Mo換算、及びW換算で0.001質量%以上50質量%以下であると、良好な金属酸リチウム膜を形成できる点で好ましい。また、当該総含有量が、前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、メタル換算で0.1質量%以上であるとより好ましく、1質量%以上であるとさらに好ましく、3質量%以上であると特に好ましい。一方、当該総含有量は、前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、40質量%以下であるとより好ましく、30質量%以下であるとさらに好ましく、20質量%以下であると特に好ましい。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、前記金属酸リチウム混合液のpHが8以上であることを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液のpHが8以上であると、当該混合液中に含まれるポリ酸イオンが安定する点で好ましい。また、本発明の金属酸リチウム混合液のpHが9以上であるとより好ましく、10以上であるとさらに好ましく、10.5以上であると特に好ましい。また、本発明の金属酸リチウム混合液のpHが11以上14以下であってもよく、12以上14以下であってもよく、13以上14以下であってもよい。なお、本発明の金属酸リチウム混合液中に有機酸が含まれるとpHを低下させる点においても、有機酸が含まれないことが好ましい。また、本明細書において、特段の説明がない限り、「pH」は、生成された直後に液温25℃に調整した本発明の金属酸リチウム混合液の「初期pH」、及び室温25℃に設定した恒温器内で、本発明の金属酸リチウム混合液が生成された日から1カ月静置した後の金属酸リチウム混合液の「経時pH」の両方を含むものである。また、本発明の金属酸リチウム混合液の「pH」は、「初期pH」と「経時pH」との経時変動幅が小さければ、本発明の金属酸リチウム混合液が生成された日から1カ月以上静置した後の金属酸リチウム混合液のpHは、「経時pH」との経時変動幅も小さいと推察される。
 ここで、本発明の金属酸リチウム混合液のpHの測定は、本発明の金属酸リチウム混合液にpHメータ(HORIBA製:ガラス電極式水素イオン濃度指示器 D-51)の電極(HORIBA製:スタンダード ToupH 電極 9615S-10D)を浸漬し、液温が25℃に安定したことを確認した後、実施する。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液は、添加物として、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Sr、Zr、Hf、Ba、La、Yなどの化合物を含有してもよい。ここで、化合物とは、例えば酸化物、金属酸アルカリ金属塩、金属酸アルカリ土類金属塩、塩化物、金属酸アルコキシド、ポリオキソメタレート等が挙げられる。また、本発明の金属酸リチウム混合液における添加物の含有量は、添加物である各元素の総含有mol数をXとしたとき、ニオブ、タンタル、タンタル、及びタングステンの総モル数(M)に対する添加物である各元素の総モル数(X)のモル比X/Mは、0.0002~0.8が好ましい。また、当該モル比X/Mは、0.01~0.5であってもよく、0.1~0.4であってもよく、0.2~0.3であってもよい。さらに、本発明の金属酸リチウム混合液は、均一な溶液であることから、これらの化合物が懸濁状態であっても、均一性の向上、反応性(反応率)の向上が見込まれるからである。また、これらの化合物が本発明の金属酸リチウム混合液に溶解し、均一な溶液となれば、複合化元素が最も反応性が良好な状態にすることができる。
 さらに、本発明の金属酸リチウム混合液は、その作用効果を阻害しない範囲で、ニオブ乃至ニオブ酸、タンタル乃至タンタル酸、モリブデン乃至モリブデン酸、タングステン乃至タングステン酸に由来する成分や、アンモニア、過酸化水素、及び有機窒素化合物に由来する成分以外の成分(「他成分」という。)を含有してもよい。他成分としては、例えばNa、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Sr、Zr、Hf、Ba、La、Yなどが挙げられる。但し、これらに限定するものではない。本発明の金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、他成分の含有量は、5質量%以下であるのが好ましく、4質量%以下であるのがより好ましく、3質量%以下であるとさらに好ましい。なお、本発明の金属酸リチウム混合液は、意図したものではなく、不可避不純物を含むことが想定される。不可避不純物の含有量は0.01質量%以下であるのが好ましい。
 本発明の金属酸リチウム膜は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液中の金属酸リチウム塩を含有することを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム膜は、本発明の金属酸リチウム混合液を基材の表面に塗布した後、真空乾燥して得られる乾燥膜と、得られた乾燥膜を焼成することにより得られる焼成膜とを包含する。また、本発明の金属酸リチウム膜は、本発明の金属酸リチウム混合液を真空乾燥や、焼成することによって生じる、結晶構造等の物性の異なる金属酸リチウム膜も包含する。なお、本発明の金属酸リチウム膜の製造方法は、後述する。
 上述した本発明の金属酸リチウム混合液は、リチウムイオン二次電池用正極の被覆用であることを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、室温(25℃)で1カ月静置した後の当該混合液の状態を目視観察する経時安定性試験、及び動的光散乱法により当該混合液中の粒子の経時粒子径(D50)を測定した結果に加えて、リチウムイオン二次電池用正極の集電板の代替品としたガラス基板上に塗布し、その塗膜の状態を光学顕微鏡にて観察する成膜性試験の結果より、本発明の金属酸リチウム混合液は、リチウムイオン二次電池用正極、或いは正極材を被覆するものとして好適である。
 本発明のリチウムイオン二次電池用正極活物質は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム塩でその表面が被覆されていることを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液によるリチウムイオン二次電池用正極活物質の粒子表面の被覆状態を走査電子顕微鏡にて観察する被覆観察を行うことにより、当該正極活物質の表面が金属酸リチウム塩により被覆されていることを確認することができる。また、本発明のリチウムイオン二次電池用正極活物質の表面を被覆する金属酸リチウム塩の被覆量は、当該リチウムイオン二次電池用正極活物質を適量のフッ化水素酸に溶解し、ICP発光分析(アジレント・テクノロジー社製:AG-5110)を用いて、JIS K0116:2014に準拠し、当該正極活物質の粒子表面を被覆する金属酸リチウム塩のニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステン質量分率含有量を測定することによって算出することができる。具体的には、(ニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステン質量の総和/表面が被覆された正極活物質)×100にて、算出される。本発明のリチウムイオン二次電池用正極活物質の表面を被覆する金属酸リチウム塩の被覆量は、質量分率含有量として表すことができる。当該質量分率含有量は、0.001%以上5%以下が好ましい。当該質量分率含有量は、0.01%~3%であってもよく、0.1%~1%であってもよい。
 本発明のリチウムイオン二次電池は、上述した本発明のリチウムイオン二次電池用正極活物質が被覆した正極を有することを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム混合液により被覆された正極活物質は、上述したようにリチウムイオン二次電池用正極の表面を被覆するものとして、好適であるから、本発明の金属酸リチウム混合液により被覆された正極活物質を正極の表面に被覆させることにより、リチウムイオン二次電池としての性能向上が図れる。
 本発明の金属酸リチウム粉末は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム粒子を含有することを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム粉末は、本発明の金属酸リチウム混合液を真空乾燥して得られる乾燥粉末と、得られた乾燥粉末を焼成することにより得られる焼成粉末を包含する。また、本発明の金属酸リチウム粉末は、本発明の金属酸リチウム混合液を真空乾燥や、焼成することによって生じる、結晶構造等の物性の異なる金属酸リチウム粉末も包含する。なお、本発明の金属酸リチウム粉末の製造方法は、後述する。
 上述した本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法について、以下説明する。
 本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法は、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を混合する工程を有することを特徴とする。
 後述する各金属酸リチウム分散液の製造方法により、生成されたニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を所定の割合となるように秤量し、それらを混合し、5分間撹拌することにより、本発明の金属酸リチウム混合液が得られる。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法は、前記金属酸リチウム分散液は、ニオブ、タンタル、タングステンからなる群より選択された金属を含有する酸性水溶液を、アルカリ性水溶液に添加することにより、前記金属を含有する沈殿物スラリーを生成し、前記沈殿物スラリーと、水酸化リチウムと、純水とを混合することにより、生成された金属酸リチウム分散液であることを特徴とする。
 ここで、本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法で用いられる各金属酸リチウム分散液の内、ニオブ酸リチウム分散液の製造方法について、以下説明する。
 ニオブ酸リチウム分散液の製造方法は、ニオブを含有する酸性ニオブ溶液を生成する工程と、前記酸性ニオブ溶液をアンモニア水に添加する逆中和法によりニオブを含有する沈殿スラリーを得る工程と、得られた前記ニオブを含有する沈殿スラリーと水酸化リチウム及び純水とを混合した混合物を撹拌しながら20℃~100℃で保持し、ニオブ酸リチウム分散液を得る工程と、を有する。
 ニオブを含有する酸性ニオブ溶液を生成する工程において、酸性ニオブ溶液は、ニオブがフッ化水素酸を含む酸性溶液に溶解した溶解液を溶媒抽出することにより得られたフッ化物イオンを含有する酸性ニオブ溶液をいう。
 ここで、フッ化物イオンを含有する酸性ニオブ溶液、例えばフッ化ニオブ水溶液は、水(例えば純水)を加えてニオブをNb換算で1~100g/L含有するように調整すると好ましい。この際、ニオブ濃度がNb換算で1g/L以上であると、水に溶けやすいニオブ酸化合物水和物となることから好ましく、生産性を考えた場合、10g/L以上がより好ましく、20g/L以上であるとさらに好ましい。他方、ニオブ濃度がNb換算で100g/L以下であれば、水に溶けやすいニオブ酸化合物水和物になることから好ましく、より確実に水に溶けやすいニオブ酸化合物水和物を合成するには、90g/L以下であるとより好ましく、80g/L以下であるとさらに好ましく、70g/L以下であると特に好ましい。なお、フッ化ニオブ水溶液のpHは、ニオブ乃至ニオブ酸化物を完全溶解させる観点から、2以下であると好ましく、1以下であるとより好ましい。
 次に、前記酸性ニオブ溶液をアンモニア水に添加する逆中和法によりニオブを含有する沈殿スラリーを得る工程(以下、逆中和工程という。)では、フッ化物イオンを含有する酸性ニオブ溶液を所定含有量のアンモニア水中に添加、すなわち逆中和法により、ニオブを含有する沈殿スラリーを得るのが好ましい。
 逆中和に用いるアンモニア水のアンモニア含有量は10質量%~30質量%であると好ましい。当該アンモニア含有量が10質量%であると、ニオブが溶け残りにくくなり、ニオブ乃至ニオブ酸を水に完全に溶解させることができる。他方、当該アンモニア含有量が30質量%以下であると、アンモニアの飽和水溶液付近であるから好ましい。
 かかる観点から、アンモニア水のアンモニア含有量は10質量%以上であると好ましく、15質量%以上であるとより好ましく、20質量%以上であるとさらに好ましく、25質量%であると特に好ましい。他方、当該アンモニア含有量は30質量%以下であると好ましく、29質量%以下であるとより好ましく、28質量%以下であるとさらに好ましい。
 逆中和工程の際、アンモニア水に添加するフッ化ニオブ水溶液の添加量は、NH/Nbのモル比が95以上500以下とするのが好ましく、100以上450以下とするのがより好ましく、110以上400以下とするのがさらに好ましい。また、アンモニア水に添加するフッ化ニオブ水溶液の添加量は、アミンや薄いアンモニア水に溶けるニオブ酸化合物が生成する観点から、NH/HFのモル比が3.0以上とするのが好ましく、4.0以上とするとより好ましく、5.0以上とするとさらに好ましい。他方、コスト低減の観点から、NH/HFのモル比が100以下とするのが好ましく、50以上とするとより好ましく、40以上とするとさらに好ましい。
 逆中和工程において、フッ化ニオブ水溶液のアンモニア水への添加に係る時間は、1分以内であると好ましく、30秒以内であるとより好ましく、10秒以内であるとさらに好ましい。すなわち、時間をかけて徐々にフッ化ニオブ水溶液を添加するのではなく、例えば一気に投入するなど、出来るだけ短い時間でアンモニア水へ投入し、中和反応させると好適である。また、逆中和工程では、アルカリ性のアンモニア水へ、酸性のフッ化ニオブ水溶液を添加することから、高いpHを保持したまま中和反応させることができる。なお、フッ化ニオブ水溶液及びアンモニア水は、常温のまま用いることができる。
 また、ニオブ酸リチウム分散液の製造方法は、逆中和法により得られたニオブを含有する沈殿スラリーからフッ化物イオンを除去し、フッ化物イオンが除去されたニオブ含有沈殿物を得る工程を有する。逆中和法により得られたニオブを含有する沈殿スラリーには、不純物として、フッ化アンモニウムなどのフッ素化合物が存在するため、これらを除去することが好ましい。
 フッ素化合物の除去方法は任意であるが、例えばアンモニア水や純水を用いた逆浸透ろ過、限外ろ過、精密ろ過などの膜を用いたろ過による方法や、遠心分離、その他の公知の方法を採用することができる。なお、ニオブを含有する沈殿スラリーからフッ化物イオンを除去する際、温度調節は特に必要なく、常温で実施してもよい。
 具体的には、逆中和法により得られたニオブを含有する沈殿スラリーを、遠心分離機を用いてデカンテーションし、遊離したフッ化物イオン量が100mg/L以下になるまで洗浄を繰り返すことにより、フッ化物イオンが除去されたニオブ含有沈殿物が得らえる。
 フッ化物イオンの除去に用いられる洗浄液はアンモニア水であると好適である。具体的には、5.0質量%以下のアンモニア水が好ましく、4.0質量%以下のアンモニア水がより好ましく、3.0質量%以下のアンモニア水がさらに好ましく、2.5質量%のアンモニア水が特に好ましい。5.0質量%以下のアンモニア水であると、アンモニウムイオンを含むアンモニアがフッ化物イオンに対して適切であり不要なコストの増加を回避することができる。
 このようにして、得られたフッ化物イオンが除去されたニオブ含有沈殿物を純水などで希釈することにより、フッ化物イオンが除去された、ニオブを含有する沈殿スラリーが得られる。なお、当該ニオブを含有する沈殿スラリーのニオブ含有量は、当該スラリーの一部を採取し、110℃で24時間乾燥させた後、1,000℃で4時間焼成し、Nbを生成する。このように生成したNbの重量を測定し、その重量から当該スラリーのニオブ含有量を算出することができる。
 そして、フッ化物イオンが除去された、前記ニオブを含有する沈殿スラリーと水酸化リチウム一水和物とを混合した混合物を撹拌しながら50℃~100℃で保持することにより、ニオブ酸リチウム分散液が得られる。
 具体的には、最終的な混合物のニオブ含有量がNb換算で0.001質量%以上20質量%以下、且つリチウムとニオブのモル比Li/Nbが0.8以上2.0以下となるように、得られた前記ニオブを含有する沈殿スラリーを、水酸化リチウム一水和物と混合することにより、半透明白色スラリーが得られる。当該半透明白色スラリーを撹拌しながら、液温を50℃~100℃(例えば、70℃)に1時間~24時間保持することにより、無色透明なニオブ酸リチウム分散液が得られる。さらに、得られたニオブ酸リチウム分散液を室温まで放冷してもよい。また、得られたニオブ酸リチウム分散液に含まれるアンモニア成分を除去するために、以下の濃度調節工程を行ってもよい。濃度調節工程では、例えば60℃~90℃で蒸発分の溶媒(純水等)を加えながら、1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。または、60℃~90℃で1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。その後、蒸発した溶媒(純水等)を補給するため、溶媒(純水等)を添加する。当該溶媒の添加量は、アンモニア成分を除去した後のニオブ酸リチウム分散液のニオブ含有量が、アンモニア成分を除去する前のニオブ酸リチウム分散液のニオブ含有量と一致するように調節する。
 また、前記ニオブを含有する沈殿スラリーと水酸化リチウム一水和物とを混合した混合物に、純水や、アルカリ性水溶液、例えばアンモニア水を添加して、混合してもよい。当該混合物に、添加されるアンモニア水のアンモニア含有量は、任意の含有量であればよい。例えば、0.1質量%以上30質量%以下であればよく、10質量%以上25質量%以下であればよい。
 上述した製造方法により、得られたニオブ酸リチウム分散液のpHが9以上であると、安定する点で好ましい。さらに、当該ニオブ酸リチウム分散液のpHが10以上であるとより好ましく、10.5以上であるとさらに好ましく、11以上であると特に好ましい。
 また、本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法で用いられる各金属酸リチウム分散液の内、タンタル酸リチウム分散液の製造方法について、以下説明する。
 タンタル酸リチウム分散液の製造方法は、過酸化水素を、フッ化タンタル水溶液に添加し、タンタル化合物水溶液を生成する反応工程と、前記タンタル化合物水溶液を、アルカリ性水溶液に添加し、タンタル含有沈殿物を生成する逆中和工程と、生成されたタンタル酸含有沈殿物とリチウムの水酸化物及び純水とを混合した混合物を撹拌しながら20℃~100℃で保持し、タンタル酸リチウム分散液を得る工程と、を有する。
 先ず、フッ化タンタル水溶液は、タンタル、タンタル酸化物又は水酸化タンタルを、フッ化水素酸水溶液などのフッ酸(HF)と反応させてフッ化タンタル(HTaF)とし、これを水に溶解して作製することができる。
 ここで、フッ化物イオンを含有する酸性タンタル溶液、例えばフッ化タンタル水溶液は、水(例えば純水)を加えてタンタルをTa換算で1~100g/L含有するように調整すると好ましい。この際、タンタル濃度がTa換算で1g/L以上であると、水に溶けやすいタンタル酸化合物水和物となることから好ましく、生産性を考えた場合、10g/L以上がより好ましく、20g/L以上であるとさらに好ましい。他方、タンタル濃度がTa換算で100g/L以下であれば、水に溶けやすいタンタル酸化合物水和物になることから好ましく、より確実に水に溶けやすいタンタル酸化合物水和物を合成するには、90g/L以下であるとより好ましく、80g/L以下であるとさらに好ましく、70g/L以下であると特に好ましい。なお、フッ化タンタル水溶液のpHは、タンタル乃至タンタル酸化物を完全溶解させる観点から、2以下であると好ましく、1以下であるとより好ましい。
 次に、過酸化水素を、フッ化タンタル水溶液に添加し、タンタル化合物水溶液を生成する反応工程では、過酸化水素水をフッ化タンタル水溶液に添加して、混合することにより、タンタル化合物水溶液が得られる。なお、得られたタンタル化合物水溶液の少なくとも一部は、ペルオキソ錯体を形成していると推測する。
 ここで、フッ化タンタル水溶液に添加される過酸化水素水の過酸化水素含有量は、0.5質量%~35質量%であると好ましい。また、過酸化水素は、過酸化水素とタンタルとのモル比H/Taが0.6以上1.5以下となるように添加すると好ましく、過酸化水素が混合中に分解する可能性があることから、0.7以上1.2以下であるとより好ましい。
 得られたタンタル化合物水溶液を、アルカリ性水溶液に添加し、タンタル酸含有沈殿物を生成する逆中和工程では、タンタル化合物水溶液を、アルカリ性水溶液、例えばアンモニア水に添加、すなわち逆中和法により、タンタルを含有する沈殿スラリーが得られる。そして、得られたタンタルを含有する沈殿スラリーからフッ化物イオンを除去することにより、フッ化物イオンが除去されたタンタル含有沈殿物が得られる。
 逆中和に用いるアンモニア水のアンモニア含有量は10質量%~30質量%であると好ましい。当該アンモニア含有量が10質量%であると、タンタルが溶け残りにくくなり、タンタル乃至タンタル酸を水に完全に溶解させることができる。他方、当該アンモニア含有量が30質量%以下であると、アンモニアの飽和水溶液付近であるから好ましい。
 かかる観点から、アンモニア水のアンモニア含有量は10質量%以上であると好ましく、15質量%以上であるとより好ましく、20質量%以上であるとさらに好ましく、25質量%以上であると特に好ましい。他方、当該アンモニア含有量は30質量%以下であると好ましく、29質量%以下であるとより好ましく、28質量%以下であるとさらに好ましい。
 逆中和工程の際、アンモニア水に添加するフッ化タンタル水溶液の添加量は、NH/Taのモル比が95以上500以下とするのが好ましく、100以上450以下とするのがより好ましく、110以上400以下とするのがさらに好ましい。また、アンモニア水に添加するフッ化タンタル水溶液の添加量は、アミンや薄いアンモニア水に溶けるタンタル酸化合物が生成する観点から、NH/HFのモル比が3.0以上とするのが好ましく、4.0以上とするとより好ましく、5.0以上とするとさらに好ましい。他方、コスト低減の観点から、NH/HFのモル比が100以下とするのが好ましく、50以下とするとより好ましく、40以下とするとさらに好ましい。
 逆中和工程において、フッ化タンタル水溶液のアンモニア水への添加に係る時間は、10分以内であると好ましく、8分以内であるとより好ましく、5分以内であるとさらに好ましい。すなわち、時間をかけて徐々にフッ化タンタル水溶液を添加するのではなく、例えば一気に投入するなど、出来るだけ短い時間でアンモニア水へ投入し、中和反応させると好適である。また、逆中和工程では、アルカリ性のアンモニア水へ、酸性のフッ化タンタル水溶液を添加することから、高いpHを保持したまま中和反応させることができる。なお、フッ化タンタル水溶液及びアンモニア水は、常温のまま用いることができる。
 そして、逆中和工程では、逆中和法により得られたタンタルを含有する沈殿スラリーからフッ化物イオンを除去することにより、フッ化物イオンが除去されたタンタル含有沈殿物を得ることができる。逆中和法により得られたタンタルを含有する沈殿スラリーには、不純物として、フッ化アンモニウムなどのフッ素化合物が存在するため、これらを除去することが好ましい。
 フッ素化合物の除去方法は任意であるが、例えばアンモニア水や純水を用いた逆浸透ろ過、限外ろ過、精密ろ過などの膜を用いたろ過による方法や、遠心分離、その他の公知の方法を採用することができる。なお、タンタルを含有する沈殿スラリーからフッ化物イオンを除去する際、温度調節は特に必要なく、常温で実施することが可能である。
 具体的には、逆中和法により得られたタンタルを含有する沈殿スラリーを、遠心分離機を用いてデカンテーションし、遊離したフッ化物イオン量が100mg/L以下になるまで洗浄を繰り返すことにより、フッ化物イオンが除去されたタンタル含有沈殿物が得られる。なお、当該洗浄を繰り返すことにより、反応工程で、添加された過酸化水素も除去される。
 フッ化物イオンの除去に用いられる洗浄液はアンモニア水であると好適である。具体的には、1質量%以上35質量%以下のアンモニア水が好ましい。このようなアンモニア水であると、アンモニウムイオンを含むアンモニアがフッ化物イオンに対して適切であり不要なコストの増加を回避することができる。
 上述した反応工程、及び逆中和工程を経て、生成されたフッ化物イオンが除去されたタンタル含有沈殿物を純水などで希釈することにより、フッ化物イオンが除去された、タンタル含有沈殿スラリーが得られる。そして、フッ化物イオンが除去された、タンタル含有沈殿スラリーと、リチウムの水酸化物である水酸化リチウム一水和物と、純水とを混合した混合物を撹拌しながら5℃~100℃で、0.1時間~72時間保持することにより、タンタル酸リチウム分散液が得られる。
 具体的には、最終的な混合物のタンタル含有量がTa換算で0.001質量%以上12質量%以下、且つリチウムとタンタルのモル比Li/Taが0.8以上1.5以下となるように、得られたタンタル含有沈殿スラリーと、水酸化リチウム一水和物と、純水と混合し、撹拌することにより、タンタル酸リチウム分散液が得られる。また、得られたタンタル酸リチウム分散液に含まれるアンモニア成分を除去するために、以下の濃度調節工程を行ってもよい。濃度調節工程では、例えば60℃~90℃で蒸発分の溶媒(純水等)を加えながら、1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。または、60℃~90℃で1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。その後、蒸発した溶媒(純水等)を補給するため、溶媒(純水等)を添加する。当該溶媒の添加量は、アンモニア成分を除去した後のタンタル酸リチウム分散液のタンタル含有量が、アンモニア成分を除去する前のタンタル酸リチウム分散液のタンタル含有量と一致するように調節する。
 本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法で用いられる各金属酸リチウム分散液の内、タングステン酸リチウム分散液の製造方法について、以下説明する。
 タングステン酸リチウム分散液の製造方法は、パラタングステン酸アンモニウムと、リチウムの水酸化物及び純水とを混合した混合物を撹拌しながら20℃~100℃で保持し、タングステン酸リチウム分散液を得る工程を有する。
 パラタングステン酸アンモニウムと、リチウムの水酸化物である水酸化リチウム一水和物と、純水とを混合した混合物を撹拌しながら15℃~100℃で、5分間~1時間保持することにより、タングステン酸リチウム分散液が得られる。また、得られたタングステン酸リチウム分散液に含まれるアンモニア成分を除去するために、以下の濃度調節工程を行ってもよい。濃度調節工程では、例えば60℃~90℃で蒸発分の溶媒(純水等)を加えながら、1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。または、60℃~90℃で1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。その後、蒸発した溶媒(純水等)を補給するため、溶媒(純水等)を添加する。当該溶媒の添加量は、アンモニア成分を除去した後のタングステン酸リチウム分散液のタングステン含有量が、アンモニア成分を除去する前のタングステン酸リチウム分散液のタングステン含有量と一致するように調節する。
 また、タングステン酸リチウム分散液の製造方法の別例として、タングステンをWO換算で、1~100g/L含有する酸性タングステン水溶液を、10~30質量%アンモニア水溶液に添加し、タングステン含有沈殿を生成する工程と、前記タングステン含有沈殿をスラリー状としたタングステン含有沈殿スラリーに、有機窒素化合物を添加し、タングステン酸分散液を生成する工程と、前記タングステン酸分散液に、水酸化リチウム及び純水を添加し、タングステン酸リチウム分散液を生成する工程と、を有する製造方法が挙げられる。
 具体的には、タングステンをWO換算で、1~100g/L含有する酸性タングステン水溶液を、10~30質量%アンモニア水溶液に添加し、タングステン含有沈殿を生成する工程において、酸性タングステン水溶液は、タングステンが硫酸を含む酸性水溶液に溶解した溶解液を溶媒抽出することにより得られた硫酸タングステン水溶液をいう。
 ここで、硫酸タングステン水溶液は、水(例えば純水)を加えてタングステンをWO換算で1~100g/L含有するように調整すると好ましい。この際、タングステン濃度がWO換算で1g/L以上であると、水に溶けやすいタングステン酸化合物水和物となることから好ましく、生産性を考えた場合、10g/L以上がより好ましく、20g/L以上であるとさらに好ましい。他方、タングステン濃度がWO換算で100g/L以下であれば、水に溶けやすいタングステン酸化合物水和物になることから好ましく、より確実に水に溶けやすいタングステン酸化合物水和物を合成するには、90g/L以下であるとより好ましく、80g/L以下であるとさらに好ましく、70g/L以下であると特に好ましい。なお、硫酸タングステン水溶液のpHは、タングステン乃至タングステン酸化物を完全溶解させる観点から、2以下であると好ましく、1以下であるとより好ましい。
 硫酸タングステン水溶液をアンモニア水溶液に添加する際、いわゆる逆中和法では、硫酸タングステン水溶液を10質量%~30質量%のアンモニア水溶液中に添加し、すなわち逆中和法により、タングステン酸化合物水和物のスラリー、いわゆるタングステン含有沈殿物のスラリーを得るのが好ましい。
 逆中和に用いるアンモニア水溶液のアンモニア含有量は10質量%~30質量%であると好ましい。当該アンモニア含有量が10質量%であると、タングステンが溶け残りにくくなり、タングステン乃至タングステン酸化物を水に完全に溶解させることができる。他方、当該アンモニア含有量が30質量%以下であると、アンモニアの飽和水溶液付近であるから好ましい。
 かかる観点から、アンモニア水溶液のアンモニア含有量は10質量%以上であると好ましく、15質量%以上であるとより好ましく、20質量%以上であるとさらに好ましく、25質量%であると特に好ましい。他方、当該アンモニア含有量は30質量%以下であると好ましく、29質量%以下であるとより好ましく、28質量%以下であるとさらに好ましい。
 逆中和の際、アンモニア水に添加する硫酸タングステン水溶液の添加量は、NH/WOのモル比が0.1以上300以下とするのが好ましく、5以上200以下とするのがより好ましい。また、アンモニア水に添加する硫酸タングステン水溶液は、アミンや薄いアンモニア水に溶けるタングステン酸化合物が生成する観点から、NH/SO 2-のモル比が3.0以上とするのが好ましく、10.0以上とするとより好ましく、20.0以上とするとさらに好ましい。他方、コスト低減の観点から、NH/SO 2-のモル比が200以下とするのが好ましく、150以下とするとより好ましく、100以下とするとさらに好ましい。
 逆中和において、硫酸タングステン水溶液のアンモニア水への添加に係る時間は、1分以内であると好ましく、30秒以内であるとより好ましく、10秒以内であるとさらに好ましい。すなわち、時間をかけて徐々に硫酸タングステン水溶液を添加するのではなく、例えば一気に投入するなど、出来るだけ短い時間でアンモニア水へ投入し、中和反応させると好適である。また、逆中和では、アルカリ性のアンモニア水へ、酸性の硫酸タングステン水溶液を添加することから、高いpHを保持したまま中和反応させることができる。なお、硫酸タングステン水溶液及びアンモニア水は、常温のまま用いることができる。
 そして、逆中和法により得られたタングステン含有沈殿物のスラリーから硫黄分を除去し、硫黄分が除去されたタングステン含有沈殿を生成する。逆中和法により得られたタングステン含有沈殿物のスラリーには、不純物として、タングステン乃至タングステン酸化物と反応せず残った硫酸イオン、及び硫酸水素イオンの硫黄分が存在するため、これらを除去することが好ましい。
 硫黄分の除去方法は任意であるが、例えばアンモニア水や純水を用いた逆浸透ろ過、限外ろ過、精密ろ過などの膜を用いたろ過による方法や、遠心分離、その他の公知の方法を採用することができる。なお、タングステン含有沈殿物のスラリーから硫黄分を除去する際、温度調節は特に必要なく、常温で実施してもよい。
 具体的には、逆中和法により得られたタングステン含有沈殿物のスラリーを、遠心分離機を用いてデカンテーションし、タングステン含有沈殿物のスラリーの導電率が500μS/cm以下になるまで洗浄を繰り返すことにより、硫黄分が除去されたタングステン含有沈殿物が得られる。当該導電率は、タングステン含有沈殿物のスラリーの液温を25℃に調整し、導電率計(アズワン社製:ASCON2)の測定部を当該沈殿物のスラリーの上澄み液に浸漬され、導電率の値が安定してから、その数値を読み取った。
 硫黄分の除去に用いられる洗浄液はアンモニア水であると好適である。具体的には、5.0質量%以下のアンモニア水が好ましく、4.0質量%以下のアンモニア水がより好ましく、3.0質量%以下のアンモニア水がさらに好ましく、2.5質量%のアンモニア水が特に好ましい。5.0質量%以下のアンモニア水であると、アンモニウムイオンを含むアンモニアが硫黄分に対して適切であり不要なコストの増加を回避することができる。
 次に、前記タングステン含有沈殿をスラリー状としたタングステン含有沈殿スラリーに有機窒素化合物を添加し、タングステン酸分散液を生成する工程において、タングステン含有沈殿スラリーは、上述したように硫黄分が除去されたタングステン含有沈殿を純水などで希釈し、スラリー状としたものである。なお、硫黄分が除去された、タングステン含有沈殿スラリーのタングステン含有量は、当該スラリーの一部を採取し、110℃で24時間乾燥させた後、1,000℃で4時間焼成し、WOを生成する。このように生成したWOの重量を測定し、その重量から当該スラリーのタングステン含有量を算出することができる。
 そして、硫黄分が除去されたタングステン含有沈殿スラリーに有機窒素化合物を混合することにより、タングステン酸分散液が得られる。
 具体的には、最終的な混合物のタングステン含有量がWO換算で0.1質量%以上40質量%以下となるように、得られたタングステン含有沈殿スラリーを、有機窒素化合物に加え、純水と混合し、当該混合物を撹拌しながら、液温を室温(25℃)に1時間保持することにより、無色透明なタングステン酸分散液が得られる。
 タングステン含有沈殿スラリーと混合する有機窒素化合物は、脂肪族アミン、およびまたは、4級アンモニウムであると好ましい。
 ここで、脂肪族アミンは、溶解性の観点から、タングステン含有沈殿スラリー中の脂肪族アミン含有量が40質量%以下になるように混合するのが好ましく、0.1質量%以上30質量%以下であるとより好ましく、0.5質量%以上20質量%以下であるとさらに好ましく、1質量%以上10質量%以下であると特に好ましい。なお、脂肪族アミンは、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、又はそれらの混合物であるとより好ましい。
 他方、4級アンモニウムは、溶解性の観点から、タングステン含有沈殿スラリー中の4級アンモニウム含有量が40質量%以下になるように混合するのが好ましく、0.1質量%以上30質量%以下であるとより好ましく、0.5質量%以上20質量%以下であるとさらに好ましく、1質量%以上10質量%以下であると特に好ましいなお、4級アンモニウムは、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、又は水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)であるとより好ましい。
 さらに、タングステン含有沈殿スラリーと混合する有機窒素化合物は、脂肪族アミン、または4級アンモニウムの何れかの1種ではなく、2種以上を混合したものでもよい。例えば、メチルアミン及び水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、ジメチルアミン及び水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、メチルアミン及びジメチルアミンのように2種以上の有機窒素化合物を混合したものや、メチルアミン、ジメチルアミン及び水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)のように3種以上の有機窒素化合物を混合したものが挙げられ、用途に合わせて適宜変更してもよい。
 このようにして生成されたタングステン酸分散液と、水酸化リチウム一水和物と、純水とを、最終的な混合物中のリチウムとタングステンのモル比Li/Wが0.2以上20以下となるように秤量し、それらを混合した混合物を撹拌しながら10℃~100℃で、1分間~3日間保持することにより、タングステン酸リチウム分散液が得られる。
 具体的には、最終的な混合物のタングステン含有量がW換算で0.001質量%以上23質量%以下、且つリチウムとタングステンのモル比Li/Wが0.001以上5以下となるように、タングステン酸分散液と、水酸化リチウム一水和物と、純水とを混合し、撹拌することにより、タングステン酸リチウム分散液が得られる。また、得られたタングステン酸リチウム分散液に含まれるアンモニア成分を除去するために、以下の濃度調節工程を行ってもよい。濃度調節工程では、例えば60℃~90℃で蒸発分の溶媒(純水等)を加えながら、1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。または、60℃~90℃で1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。その後、蒸発した溶媒(純水等)を補給するため、溶媒(純水等)を添加する。当該溶媒の添加量は、アンモニア成分を除去した後のタングステン酸リチウム分散液のタングステン含有量が、アンモニア成分を除去する前のタングステン酸リチウム分散液のタングステン含有量と一致するように調節する。
 さらに、本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法で用いられる各金属酸リチウム分散液の内、モリブデン酸リチウム分散液は、市販されているモリブデン酸リチウムを純水に溶解したものを用いることができる。
 具体的には、最終的な混合物のモリブデン含有量がMo換算で0.001質量%以上22質量%以下、且つリチウムとモリブデンのモル比Li/Moが0.001以上5以下となるように、モリブデン酸リチウムと純水と混合し、当該混合物を撹拌しながら、液温を25℃に1時間保持することにより、モリブデン酸リチウム分散液が得られる。また、モリブデン酸リチウムと純水と混合する際、水酸化リチウムを加えてもよい。さらに、得られたモリブデン酸リチウム分散液に含まれるアンモニア成分を除去するために、以下の濃度調節工程を行ってもよい。濃度調節工程では、例えば60℃~90℃で蒸発分の溶媒(純水等)を加えながら、1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。または、60℃~90℃で1時間~100時間加熱撹拌した後、室温まで冷却する。その後、蒸発した溶媒(純水等)を補給するため、溶媒(純水等)を添加する。当該溶媒の添加量は、アンモニア成分を除去した後のモリブデン酸リチウム分散液のモリブデン含有量が、アンモニア成分を除去する前のモリブデン酸リチウム分散液のモリブデン含有量と一致するように調節する。
 上述した製造方法により生成された、ニオブ酸リチウム分散液、タンタル酸リチウム分散液、モリブデン酸リチウム分散液、及びタングステン酸リチウム分散液の内、2種以上の金属酸リチウム分散液を所定の割合となるように秤量し、それらを混合し、15℃~100℃で、1分間~1時間撹拌することにより、本発明の金属酸リチウム混合液が得られる。
 本発明の金属酸リチウム膜の製造方法は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液を基材に塗布し、乾燥し、およびまたは、焼成することを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム膜の製造方法で用いられる本発明の金属酸リチウム混合液は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法により生成されるものであってもよい。
 金属酸リチウム膜の内、金属酸リチウム乾燥膜の製造方法は、金属酸リチウム混合液を、基材の表面に塗布する塗布工程と、前記基材の表面に塗布された前記金属酸リチウム混合液を乾燥し、乾燥膜を得る膜乾燥工程とを有する。
 具体的には、上述した本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法により得られた金属酸リチウム混合液を、必要に応じて、例えば0.22μm孔径のフィルタで濾過しながらシリンジを用いて基材の表面上に滴下し、スピンコート(700rpm、10秒、その後1500rpm、15秒)により、塗布する。次に、110℃で30分間乾燥させることにより、基材の表面上に金属酸リチウム乾燥膜を形成させる。
 金属酸リチウム膜の内、金属酸リチウム焼成膜の製造方法は、金属酸リチウム混合液を、基材の表面に塗布する塗布工程と、前記基材の表面に塗布された前記金属酸リチウム混合液を乾燥し、乾燥膜を得る膜乾燥工程と、当該乾燥膜を大気下で、焼成温度が300℃以上1,200℃以下で、焼成時間が1時間以上12時間以下で焼成し、焼成膜を得る膜焼成工程とを有する。
 具体的には、上述したように金属酸リチウム混合液を、基材の表面に塗布し、乾燥させることにより得られた金属酸リチウム乾燥膜が形成された基材を、静置炉内に載置し、大気下、焼成温度が300℃以上1,200℃以下で、焼成時間が1時間以上12時間以下で焼成することにより、基材の表面上に金属酸リチウム焼成膜を形成させる。
 本発明の金属酸リチウム粉末の製造方法は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液を乾燥し、およびまたは、焼成することを特徴とする。
 本発明の金属酸リチウム粉末の製造方法で用いられる本発明の金属酸リチウム混合液は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法により生成されるものであってもよい。
 金属酸リチウム粉末の内、金属酸リチウム乾燥粉末の製造方法は、上述した本発明の金属酸リチウム混合液の製造方法により得られた金属酸リチウム混合液を静置炉内に載置し、加熱温度約60℃~200℃で1時間~72時間に亘って、真空乾燥することにより、本発明の金属酸リチウム混合液の水分が蒸発し、本発明の金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム塩の結晶粒子を含有する金属酸リチウム乾燥粉末が得られる。
 一方、金属酸リチウム焼成粉末の製造方法は、上述したように本発明の金属酸リチウム混合液を真空乾燥し、得られた金属酸リチウム乾燥粉末を静置炉内に載置し、大気下で、焼成温度が300℃以上1,200℃以下で、焼成時間が1時間以上72時間以下で焼成することにより、金属酸リチウム焼成粉末が得られる。
 なお、上述した金属酸リチウム乾燥粉末、及び焼成粉末を粉砕したものを金属酸リチウム粉末として用いてもよい。また、粉砕されるか否かに拘らず、上述した金属酸リチウム乾燥粉末、及び焼成粉末を篩などによって分級して得られた篩下(微粒側)を金属酸リチウム粉末として用いてもよい。篩上(粗粒側)は再度粉砕し、分級して用いてもよい。なお、ナイロン、またはフッ素樹脂によりコーティングした鉄球等が粉砕メディアとして投入された振動篩を使用して粉砕と分級とを兼ねることも可能である。このように分級と粉砕とを兼ねることにより、大き過ぎる金属酸リチウム粉末が存在しても除去が可能である。具体的には、篩を用いて分級する場合、目開きが150μm-1,000μmのものを用いると好ましい。150μm-1,000μmであると、篩上の割合が多くなりすぎることがなく再粉砕を繰り返すことがなく、また篩下に再粉砕が必要な金属酸リチウム粉末が分級されることがない。
 このようにして得られた金属酸リチウム粉末を、分散媒として水や、有機溶媒と混合し、ビーズ等のメディアを用いて湿式粉砕することにより、金属酸リチウム粉末分散液を得ることができる。ここで、分散媒として用いられる有機溶媒は、例えばアルコール類、エステル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、エーテル類、及びそれらの混合溶媒が挙げられる。さらに、金属酸リチウム粉末分散液を用いた、金属酸リチウム膜の成膜性を向上させるために、樹脂成分等のバインダーを添加してもよい。バインダーとして用いられる樹脂成分は、例えばアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、グリコール系樹脂、セルロース系樹脂、及びそれらの混合樹脂、共重合樹脂が挙げられる。
 さらに、上述した本発明の金属酸リチウム混合液が被覆したリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法について、以下説明する。
 本発明の金属酸リチウム混合液が被覆したリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法は、本発明の金属酸リチウム混合液と、正極活物質と、必要に応じて水酸化リチウム水溶液とを混合して、金属酸リチウムを含有する電池用正極活物質スラリーを生成する工程と、前記金属酸リチウムを含有する電池用正極活物質スラリーを乾燥する工程と、を有する。
 先ず、本発明の金属酸リチウム混合液を純水で希釈した金属酸リチウム混合液中に、電池用正極活物質、例えばLiMn(メルク社製:スピネル型、粒径<0.5μm)を添加することにより、金属酸リチウムを含有するスラリーが得られる。そして、金属酸リチウムを含有するスラリーを撹拌しながら、水酸化リチウム水溶液を滴下し、10分間90℃に保持することにより、金属酸リチウムを含有する電池用正極活物質スラリーが生成される。
 電池用正極活物質として、上述したLiMnの他、LiCoO、LiNiO、LiFeO、LiMnO、LiFePO、LiCoPO、LiNiPO、LiMnPO、LiNi0.5Mn1.5、LiMn1/3Co1/3Ni1/3、LiCo0.2Ni0.4Mn0.4、モリブデン酸リチウム、LiMnO、LiNi0.8Co0.15Al0.05、LiMnO等を用いることができる。
 次に、金属酸リチウムを含有する電池用正極活物質スラリーを、炉内温度を110℃で保持し、15時間に亘って大気乾燥炉内で乾燥させることにより、金属酸リチウムにより被覆されたリチウムイオン二次電池用正極活物質を製造することができる。
 上述した金属酸リチウム混合液が被覆したリチウムイオン二次電池用正極活物質では、本発明の金属酸リチウム混合液を用いたが、本発明の金属酸リチウム混合液を乾燥させた乾燥粉末や、本発明の金属酸リチウム混合液を乾燥し、焼成した焼成粉末を分散媒に分散させたものを用いてもよい。
 なお、上述したリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法では、電池用正極活物質を添加したが、適宜用途に合わせて変更してもよい。例えば、分散剤、pH調整剤、着色剤、増粘剤、湿潤剤、バインダー樹脂等を添加してもよい。
 このように本発明の金属酸リチウム混合液がリチウムイオン二次電池用正極活物質粒子表面を被覆していることにより、二次電池の正極活物質粒子のリチウムイオン二次電池の正極と電解質との間で生じる界面抵抗を低減させることができる。
 なお、本明細書において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特に断らない限り、「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」旨の意も包含する。また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現する場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
 本発明の金属酸リチウム混合液は、極性溶媒、とりわけ水への分散性が高く、水に対する溶解性も良好で、且つ保存安定性に優れている。
本発明の実施例1~15、及び比較例1、2に係る金属酸リチウム混合液の物性値の一覧表である。 本発明の実施例1~15、及び比較例1、2に係る金属酸リチウム混合液の測定結果の一覧表である。
 以下、本発明に係る実施形態の金属酸リチウム混合液について、以下の実施例によりさらに説明する。但し、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。
 以下の実施例に用いられるニオブ酸リチウム分散液、タンタル酸リチウム分散液、モリブデン酸リチウム分散液、及びタングステン酸リチウム分散液は、上述した各金属酸リチウム分散液の製造方法により生成されたものである。
 上述した各金属酸リチウム分散液の製造方法により生成された各金属酸リチウム分散液の物性は、以下の通りである。
 ニオブ酸リチウム分散液中のニオブ含有量は、Nb換算で0.60mol/Lであり、リチウム含有量は0.62mol/Lであり、密度は1069g/Lであった。タンタル酸リチウム分散液中のタンタル含有量は、Ta換算で0.24mol/Lであり、リチウム含有量は0.23mol/Lであり、密度は1048g/Lであった。モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデン含有量は、Mo換算で0.29mol/Lであり、リチウム含有量は0.58mol/Lであり、密度は1035g/Lであった。タングステン酸リチウム分散液中のタングステン含有量は、W換算で0.22mol/Lであり、リチウム含有量は0.43mol/Lであり、密度は1042g/Lであった。
 (実施例1)
 ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数との比が、0.9:0.1となるように、ニオブ酸リチウム分散液6.39gと、タンタル酸リチウム分散液1.72gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタンタルの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水22.38gを添加して、混合し、5分間撹拌することにより、実施例1に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例1に係る金属酸リチウム混合液30.49gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は1.097質量%(0.334g、0.120mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は0.237質量%(0.072g、0.013mol/L)であり、ニオブ及びタンタルの総含有量はメタル換算で1.334質量%(0.407g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.091質量%(0.091g、0.133mol/L)であった。そして、実施例1に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.9であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.0であった。
 さらに、実施例1に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.6であり、経時pHは11.5であった。
 (実施例2)
 実施例2では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数との比が、0.5:0.5となるように、ニオブ酸リチウム分散液3.55gと、タンタル酸リチウム分散液8.58gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタンタルの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水18.5gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例2に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例2に係る金属酸リチウム混合液30.63gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.607質量%(0.186g、0.067mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は1.182質量%(0.362g、0.067mol/L)であり、ニオブ及びタンタルの総含有量はメタル換算で1.788質量%(0.548g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.091質量%(0.091g、0.133mol/L)であった。そして、実施例2に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.5であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.0であった。
 さらに、実施例2に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは12.1であり、経時pHは12.2であった。
 (実施例3)
 実施例3では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数との比が、0.1:0.9となるように、ニオブ酸リチウム分散液0.71gと、タンタル酸リチウム分散液15.44gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタンタルの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水14.61gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例3に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例3に係る金属酸リチウム混合液30.76gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.121質量%(0.037g、0.013mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は2.118質量%(0.651g、0.120mol/L)であり、ニオブ及びタンタルの総含有量はメタル換算で2.239質量%(0.689g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.090質量%(0.028g、0.133mol/L)であった。そして、実施例3に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.1であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.9であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.0であった。
 さらに、実施例3に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは12.3であり、経時pHは12.3であった。
 (実施例4)
 実施例4では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数との比が、0.9:0.1となるように、ニオブ酸リチウム分散液6.39gと、モリブデン酸リチウム分散液1.42gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水22.65gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例4に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例4に係る金属酸リチウム混合液30.46gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は1.098質量%(0.334g、0.120mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は0.126質量%(0.038g、0.013mol/L)であり、ニオブ及びモリブデンの総含有量はメタル換算で1.224質量%(0.373g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.100質量%(0.031g、0.147mol/L)であった。そして、実施例4に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.9であった。また、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.10であった。
 さらに、実施例4に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.2であり、経時pHは11.3であった。
 (実施例5)
 実施例5では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タングステン酸リチウム分散液中のタングステンのモル数との比が、0.9:0.1となるように、ニオブ酸リチウム分散液6.39gと、タングステン酸リチウム分散液1.87gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタングステンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水22.23gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例5に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例5に係る金属酸リチウム混合液30.49gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は1.097質量%(0.334g、0.120mol/L)であり、W換算のタングステン含有量は0.241質量%(0.074g、0.013mol/L)であり、ニオブ及びタングステンの総含有量はメタル換算で1.338質量%(0.408g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.100質量%(0.031g、0.147mol/L)であった。そして、実施例5に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.9であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタングステン(W)とニオブ及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比W/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタングステンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.10であった。
 さらに、実施例5に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.3であり、経時pHは11.2であった。
 (実施例6)
 実施例6では、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数との比が、0.9:0.1となるように、タンタル酸リチウム分散液15.44gと、モリブデン酸リチウム分散液1.42gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のタンタル及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水13.9gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例6に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例6に係る金属酸リチウム混合液30.76gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のTa換算のタンタル含有量は2.118質量%(0.651g、0.120mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は0.125質量%(0.038g、0.013mol/L)であり、タンタル及びモリブデンの総含有量はメタル換算で2.242質量%(0.690g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.099質量%(0.031g、0.147mol/L)であった。そして、実施例6に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.9であった。また、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.10であった。
 さらに、実施例6に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは12.0であり、経時pHは12.0であった。
 (実施例7)
 実施例7では、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、タングステン酸リチウム分散液中のタングステンのモル数との比が、0.9:0.1となるように、タンタル酸リチウム分散液15.44gと、タングステン酸リチウム分散液1.87gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のタンタル及びタングステンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水13.48gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例7に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例7に係る金属酸リチウム混合液30.79gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のTa換算のタンタル含有量は2.116質量%(0.651g、0.120mol/L)であり、W換算のタングステン含有量は0.239質量%(0.074g、0.013mol/L)であり、タンタル及びタングステンの総含有量はメタル換算で2.355質量%(0.725g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.099質量%(0.031g、0.147mol/L)であった。そして、実施例7に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とタンタル及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.9であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタングステン(W)とタンタル及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比W/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とタンタル及びタングステンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.10であった。
 さらに、実施例7に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは12.0であり、経時pHは12.0であった。
 (実施例8)
 実施例8では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数のとの比が、0.5:0.4:0.1となるように、ニオブ酸リチウム分散液3.55gと、タンタル酸リチウム分散液6.86gと、モリブデン酸リチウム分散液1.42gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ、タンタル、及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水18.76gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例8に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例8に係る金属酸リチウム混合液30.60gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.607質量%(0.186g、0.067mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は0.946質量%(0.290g、0.053mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は0.125質量%(0.038g、0.013mol/L)であり、ニオブ、タンタル、及びモリブデンの総含有量はメタル換算で1.679質量%(0.514g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.100質量%(0.031g、0.147mol/L)であった。そして、実施例8に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ、タンタル、及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ、タンタル、及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.4であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とニオブ、タンタル、及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ、タンタル、及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.10であった。
 さらに、実施例8に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.7であり、経時pHは11.8であった。
 (実施例9)
 実施例9では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、タングステン酸リチウム分散液中のタングステンのモル数との比が、0.5:0.4:0.1となるように、ニオブ酸リチウム分散液3.55g、タンタル酸リチウム分散液6.86gと、タングステン酸リチウム分散液1.87gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ、タンタル、及びタングステンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水18.34gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例9に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例9に係る金属酸リチウム混合液30.62gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.607質量%(0.186g、0.067mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は0.945質量%(0.290g、0.053mol/L)であり、W換算のタングステン含有量は0.240質量%(0.074g、0.013mol/L)であり、ニオブ、タンタル、及びタングステンの総含有量はメタル換算で1.792質量%(0.549g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.100質量%(0.031g、0.147mol/L)であった。そして、実施例9に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ、タンタル、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ、タンタル、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.4であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のタングステン(W)とニオブ、タンタル、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比W/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ、タンタル、及びタングステンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.10であった。
 さらに、実施例9に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.6であり、経時pHは11.5であった。
 (実施例10)
 実施例10では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数と、タングステン酸リチウム分散液中のタングステンのモル数との比が、0.4:0.4:0.1:0.1となるように、ニオブ酸リチウム分散液2.84g(0.4mol)、タンタル酸リチウム分散液6.86g(0.4mol)と、モリブデン酸リチウム分散液1.42g(0.1mol)と、タングステン酸リチウム分散液1.87g(0.1mol)とを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水17.63gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例10に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例10に係る金属酸リチウム混合液30.62gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.485質量%(0.149g、0.053mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は0.945質量%(0.290g、0.053mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は0.125質量%(0.038g、0.013mol/L)であり、W換算のタングステン含有量は0.240質量%(0.074g、0.013mol/L)であり、ニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量はメタル換算で1.796質量%(0.550g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.109質量%(0.033g、0.160mol/L)であった。そして、実施例10に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.4であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.4であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.1であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタングステン(W)とニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量(M)とのモル数比W/Mは0.1であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.20であった。
 さらに、実施例10に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.6であり、経時pHは11.6であった。
 (実施例11)
 実施例11では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数との比が、0.5:0.5となるように、ニオブ酸リチウム分散液0.36gと、タンタル酸リチウム分散液0.86gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタンタルの総含有量が0.013mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水28.85gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例11に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例11に係る金属酸リチウム混合液30.06gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.062質量%(0.019g、0.007mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は0.120質量%(0.036g、0.007mol/L)であり、ニオブ及びタンタルの総含有量はメタル換算で0.182質量%(0.055g、0.013mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.009質量%(0.003g、0.013mol/L)であった。そして、実施例11に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.5であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.0であった。
 さらに、実施例11に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.1であり、経時pHは11.0であった。
 (実施例12)
 実施例12では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数との比が、0.5:0.5となるように、ニオブ酸リチウム分散液3.55gと、モリブデン酸リチウム分散液7.09gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水19.82gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例12に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例12に係る金属酸リチウム混合液30.47gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.610質量%(0.186g、0.067mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は0.630質量%(0.192g、0.067mol/L)であり、ニオブ及びモリブデンの総含有量はメタル換算で1.240質量%(0.378g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.137質量%(0.042g、0.200mol/L)であった。そして、実施例12に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.5であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.50であった。
 さらに、実施例12に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは10.5であり、経時pHは10.5であった。
 (実施例13)
 実施例13では、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数との比が、0.5:0.5となるように、タンタル酸リチウム分散液8.58gと、モリブデン酸リチウム分散液7.09gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のタンタル及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水14.96gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例13に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例13に係る金属酸リチウム混合液30.64gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のTa換算のタンタル含有量は1.181質量%(0.362g、0.067mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は0.626質量%(0.192g、0.067mol/L)であり、タンタル及びモリブデンの総含有量はメタル換算で1.808質量%(0.378g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.137質量%(0.042g、0.200mol/L)であった。そして、実施例13に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.5であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.50であった。
 さらに、実施例13に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.2であり、経時pHは11.2であった。
 (実施例14)
 実施例14では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数との比が、0.1:0.9となるように、ニオブ酸リチウム分散液0.71gと、モリブデン酸リチウム分散液12.77gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水17.00gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例14に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例14に係る金属酸リチウム混合液30.48gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.122質量%(0.037g、0.013mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は1.133質量%(0.345g、0.120mol/L)であり、ニオブ及びモリブデンの総含有量はメタル換算で1.255質量%(0.383g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.173質量%(0.053g、0.253mol/L)であった。そして、実施例14に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.1であった。また、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.9であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.90であった。
 さらに、実施例14に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは9.8であり、経時pHは9.6であった。
 (実施例15)
 実施例15では、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数と、モリブデン酸リチウム分散液中のモリブデンのモル数との比が、0.1:0.9となるように、タンタル酸リチウム分散液1.72gと、モリブデン酸リチウム分散液12.77gとを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のタンタル及びモリブデンの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水16.03gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、実施例15に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 実施例15に係る金属酸リチウム混合液30.51gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のTa換算のタンタル含有量は0.237質量%(0.072g、0.013mol/L)であり、Mo換算のモリブデン含有量は1.132質量%(0.345g、0.120mol/L)であり、タンタル及びモリブデンの総含有量はメタル換算で1.369質量%(0.418g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.173質量%(0.053g、0.253mol/L)であった。そして、実施例15に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.1であった。また、当該金属酸リチウム混合液のモリブデン(Mo)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル数比Mo/Mは0.9であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とタンタル及びモリブデンの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.90であった。
 さらに、実施例15に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは10.4であり、経時pHは10.3であった。
 (比較例1)
 比較例1では、ニオブ酸リチウム粉体中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム粉体中のタンタルのモル数との比が、0.5:0.5となるように、ニオブ酸リチウム粉体0.3g(株式会社高純度化学研究所製)と、タンタル酸リチウム粉体0.47g(株式会社高純度化学研究所製)とを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタンタルの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水29.9gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、比較例1に係る金属酸リチウム混合液を得た。なお、ニオブ酸リチウム粉体及びタンタル酸リチウム粉体は、溶解せず、目視にてこれらの粉体が確認できる状態の金属酸リチウム混合液であった。
 比較例1に係る金属酸リチウム混合液30.67gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.606質量%(0.186g、0.067mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は1.180質量%(0.362g、0.067mol/L)であり、ニオブ及びタンタルの総含有量はメタル換算で1.786質量%(0.548g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.091質量%(0.028g、0.133mol/L)であった。そして、比較例1に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.5であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.0であった。
 さらに、比較例1に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは10.0であり、経時pHは10.0であった。
 (比較例2)
 比較例2では、ニオブ酸リチウム分散液中のニオブのモル数と、タンタル酸リチウム分散液中のタンタルのモル数との比が、0.5:0.5となるように、ニオブ酸リチウム分散液3.55gと、タンタル酸リチウム粉末0.47g(株式会社高純度化学研究所製)とを秤量し、ポリプロピレン容器に入れた。そして、最終的な混合液中のニオブ及びタンタルの総含有量が0.133mol/Lとなるように、このポリプロピレン容器内へ純水26.45gを添加したこと以外は、実施例1と同様な製造方法を実施し、比較例2に係る金属酸リチウム混合液を得た。
 比較例2に係る金属酸リチウム混合液30.47gにおいて、当該金属酸リチウム混合液中のNb換算のニオブ含有量は0.610質量%(0.186g、0.067mol/L)であり、Ta換算のタンタル含有量は1.188質量%(0.362g、0.067mol/L)であり、ニオブ及びタンタルの総含有量はメタル換算で1.797質量%(0.548g、0.133mol/L)であった。また、当該金属酸リチウム混合液中のLi換算のリチウム含有量は0.091質量%(0.028g、0.133mol/L)であった。そして、比較例2に係る金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム混合液のニオブ(Nb)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Nb/Mは0.5であった。また、当該金属酸リチウム混合液のタンタル(Ta)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル数比Ta/Mは0.5であった。さらに、当該金属酸リチウム混合液のリチウム(Li)とニオブ及びタンタルの総含有量(M)とのモル比Li/Mは1.0であった。
 さらに、比較例2に係る金属酸リチウム混合液の初期pHは11.0であり、経時pHは11.0であった。
 そして、実施例1~15、及び比較例1~2の金属酸リチウム混合液について、次のような物性を測定した。以下、測定した物性値、及びその物性値の測定方法を示すとともに、実施例1~15、及び比較例1~2の金属酸リチウム混合液の測定結果を図1、図2に示す。
 〈元素分析〉
 必要に応じて試料を希塩酸で適度に希釈し、ICP発光分析(アジレント・テクノロジー社製:AG-5110)を用いて、JIS K0116:2014に準拠し、Nb換算のNb質量分率、Ta換算のTa質量分率、Mo換算のMo質量分率、W換算のW質量分率、又はLi換算のLi質量分率を測定した。
 〈pH測定〉
 実施例1~15、及び比較例1~2に係る金属酸リチウム混合液にpHメータ(HORIBA製:ガラス電極式水素イオン濃度指示器 D-51)の電極(HORIBA製:スタンダード ToupH 電極 9615S-10D)、液温が25℃に安定したことを確認した後、pHを測定した。図2中の「初期pH」とは、生成された直後に測定されたpHを示す。図2中の「経時pH」とは、室温25℃で1カ月静置した後で測定されたpHを示す。
 〈光透過度測定〉
 実施例1~15、及び比較例1~2に係る金属酸リチウム混合液3mlを、光路長5mmの合成石英セルに入れ、実施例1~15、及び比較例1~2に係る金属酸リチウム混合液の光透過度を、上述した光透過率測定条件に従って、分光光度計にて測定した。光透過度の測定は、生成された直後の金属酸リチウム混合液と、室温25℃下で1カ月静置した後の金属酸リチウム混合液とに対して、行った。そして、波長400nm、600nm、750nmの光透過度が75%以上であれば「○○(VERY GOOD)」と評価し、波長400nm、600nm、750nmの光透過度が65%以上75%未満であれば「○(GOOD)」と評価し、波長400nmの光透過度が65%未満であれば「×(BAD)」と評価した。図2中の「初期光透過度」とは、生成された直後に測定された波長400nm、600nm、750nmの光透過度を示す。また、図2中の「経時光透過度」とは、生成された日から室温25℃で1カ月静置した後で測定された波長400nm、600nm、750nmの光透過度を示す。
 〈動的光散乱法〉
 粒度分布の評価は、ゼータ電位・粒径・分子量測定システム(大塚電子株式会社製:ELSZ-2000)を用いて、JIS Z 8828:2019に準じた動的光散乱法により行った。また、測定直前に測定対象である混合液中の埃等を除去するため、1μm孔経のフィルタで当該混合液を濾過して、フィルタリングを行った。さらに、超音波洗浄機(アズワン社製:VS-100III)にて、28kHz、3分間の超音波処理を実施し、超音波を用いた分散処理を行った。そして、当該混合液を撹拌させた後、当該混合液を分取し、測定セルに入れて測定を行った。さらに、D50は体積分率にして50%に至る粒子径を示す。図2の「初期粒子径D50(nm)」とは、生成された直後の金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)をいう。また、図2の「経時粒子径D50(nm)」とは、室温25℃下で1カ月静置した後の金属酸リチウム分散液中の粒子の粒子径(D50)をいう。
 そして、測定した「初期粒子径D50(nm)」及び「経時粒子径D50(nm)」を、評価基準「〇〇(VERY GOOD)」、「〇(GOOD)」、又は「×(BAD)」により評価した。評価基準「〇〇(VERY GOOD」は、「D50<20nm」を満たすものを示す。評価基準「〇(GOOD)」は、「20nm≦D50≦100nm」を満たすものを示す。評価基準「×(BAD)」は、「100nm<D50」を満たすものを示す。なお、上述したフィルタリングは、「初期粒子径D50(nm)」の測定時に行ったが、「経時粒子径D50(nm)」の測定時は行わず、超音波処理のみを実施した。
 〈経時安定性試験〉
 実施例1~15、及び比較例1~2に係る金属酸リチウム混合液を室温25℃で1カ月静置した後、白色沈殿やゲル化の有無を目視観察することにより行った。白色沈殿やゲル化が一つも観察されなかったものは経時安定性を有するとして「○」と評価し、白色沈殿やゲル化が一つでも観察されたものは経時安定性を有しないとして「×」と評価した。ここで、ゲル化の判定は、各タンタル酸化合物分散液をプラスチック容器に入れ、当該容器を逆さまにした際、速やかに落下しない分散液をゲル化していると判定した。また、1カ月静置後の実施例1~15、及び比較例1~2に係る金属酸リチウム混合液中の粒子の経時粒子径D50を、上述した動的光散乱法を用いて測定した。
 〈成膜性試験〉
 集電板の代替品であるガラス基板の表面に形成した塗膜の外観評価を光学顕微鏡で観察することによって行った。実施例1~15、及び比較例1~2に係る金属酸リチウム混合液を0.22μm孔径のフィルタで濾過しながらシリンジを用いて、中性洗剤により脱脂洗浄した後、乾燥を行った25mm×25mmのガラス基板に滴下し、スピンコート(700rpm、10秒、その後1500rpm、15秒)により、塗布した。そして、110℃で、30秒乾燥することにより、ガラス基板上に塗膜を形成した。形成した塗膜の中央10mm×10mmの範囲において、光学顕微鏡(倍率:40倍)で当該ガラス基板を観察し、気泡、塗工ムラ、ひび割れが、一つも観察されなかったものは成膜性に優れているとして「○(GOOD)」と評価し、一つでも観察されたものを成膜性に優れていないとして「×(BAD)」と評価した。
 図1、図2に示す通り、実施例1~15に係る金属酸リチウム混合液は、金属酸リチウム混合液に含まれる、リチウムのモル数をLiと、2種以上の金属の総モル数をMとし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であり、且つ動的光散乱法による前記金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)が100nm以下であると、水への分散性が高く、溶解性も優れるものであった。
 実施例1~15に係る金属酸リチウム混合液は、選択された前記金属酸リチウム分散液が、ニオブ酸リチウム分散液の場合、ニオブ含有量がNb換算で0.001質量%以上20質量%以下であり、タンタル酸リチウム分散液の場合、タンタル含有量がTa換算で0.001質量%以上12質量%以下であり、モリブデン酸リチウム分散液の場合、モリブデン含有量がMo換算で0.001質量%以上22質量%以下であり、タングステン酸リチウム分散液の場合、タングステン含有量がW換算で0.001質量%以上23質量%以下であると、当該金属酸リチウム混合液の実用性及び安定性を両立する点で好ましく、また極性溶媒、とりわけ水への分散性及び溶解性が向上する点で好ましかった。
 実施例1~15に係る金属酸リチウム混合液は、金属酸リチウム混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量が、メタル換算で0.001質量%以上50質量%以下であると、分散性の高い分散液であった。
 実施例1~15に係る金属酸リチウム混合液のpHが8以上であると、経時安定性に優れていた。
 実施例1~15に係る金属酸リチウム混合液は、1カ月経過した後であっても金属酸リチウム混合液中の粒子の経時粒子径D50は初期粒子径D50と比して大きな差は見られず、経時安定性に優れるものであった。
 実施例1~15に係る金属酸リチウム混合液から形成した金属酸リチウム膜は、各金属酸リチウム混合液から形成した塗膜を光学顕微鏡で観察した結果、当該塗膜中に粗粒子が存在せず、且つ気泡、塗工ムラ、ひび割れが一つも観察されず、成膜性に優れるものであった。
 本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含む。
 本発明に係る金属酸リチウム混合液は、極性溶媒、とりわけ水への分散性が高く、水に対する溶解性も良好で、且つ保存安定性も優れていることから、リチウムイオン二次電池の正極活物質を被覆するものとして好適である。また、本発明に係る金属酸リチウム混合液は、保存安定性に優れており、経時変化によって、沈殿物が生じることによる不良品の発生率を抑えられることから、廃棄物を減らすことができ、廃棄物の処分におけるエネルギーコストも削減することが可能となる。さらに、本発明に係る金属酸リチウム混合液は、成膜性の形成も良好であるため、被覆されたリチウムイオン二次電池の正極活物質においても同様に廃棄物を減らすことができ、また不良品の発生率を抑えることができる。これらの点により、天然資源の持続可能な管理及び効率的な利点、並びに脱炭素(カーボンニュートラル)化を達成することにつながる。

Claims (20)

  1.  ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を含有する金属酸リチウム混合液であって、
     前記金属酸リチウム混合液に含まれる、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりのリチウムのモル数をLiと、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数をMとし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であり、且つ動的光散乱法による前記金属酸リチウム混合液中の粒子の粒子径(D50)が100nm以下であることを特徴とする金属酸リチウム混合液。
  2.  ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を含有する金属酸リチウム混合液であって、
     前記金属酸リチウム混合液に含まれる、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりのリチウムのモル数をLiと、前記金属酸リチウム混合液1Lあたりの2種以上の金属の総モル数をMとし、モル比Li/Mが0.1以上10以下であり、且つ波長400nm~760nm領域の光透過度の最大値が65%以上であることを特徴とする金属酸リチウム混合液。
  3.  アンモニアをさらに含有することを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  4.  過酸化水素およびまたは有機窒素化合物をさらに含有することを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  5.  前記有機窒素化合物が、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、又はそれらの混合物である脂肪族アミン、または水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、又は水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)である4級アンモニウム化合物であることを特徴とする請求項4に記載の金属酸リチウム混合液。
  6.  前記金属酸リチウム混合液の溶媒が水であることを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  7.  選択された金属酸リチウム分散液の金属元素含有量は、
     前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、
     ニオブ含有量はNb換算で20質量%以下であり、
     タンタル含有量はTa換算で12質量%以下であり、
     モリブデン含有量はMo換算で23質量%以下であり、
     タングステン含有量はW換算で22質量%以下である、
     ことを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  8.  前記金属酸リチウム混合液中のニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンの総含有量が、前記金属酸リチウム混合液を100質量%としたとき、メタル換算で0.001質量%以上50質量%以下であることを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  9.  前記金属酸リチウム混合液のpHが8以上であることを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  10.  請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液中の金属酸リチウム塩を含有することを特徴とする金属酸リチウム膜。
  11.  リチウムイオン二次電池用正極の被覆用であることを特徴とする請求項1、又は2に記載の金属酸リチウム混合液。
  12.  請求項1、又は2に記載の前記金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム塩でその表面が被覆されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極活物質。
  13.  請求項12に記載された前記正極活物質が被覆した正極を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  14.  請求項1、又は2に記載の前記金属酸リチウム混合液に含まれる金属酸リチウム粒子を含有することを特徴とする金属酸リチウム粉末。
  15.  ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンからなる群より選択される2種以上の金属酸リチウム分散液を混合する工程を有することを特徴とする金属酸リチウム混合液の製造方法。
  16.  前記金属酸リチウム分散液は、ニオブ、タンタル、タングステンからなる群より選択された金属を含有する酸性水溶液を、アルカリ性水溶液に添加することにより、前記金属を含有する沈殿物スラリーを生成し、前記沈殿物スラリーと、水酸化リチウムと、純水とを混合することにより、生成された金属酸リチウム分散液であることを特徴とする請求項15に記載の金属酸リチウム混合液の製造方法。
  17.  請求項1、又は2に記載の前記金属酸リチウム混合液を基材に塗布し、乾燥し、およびまたは、焼成することを特徴とする金属酸リチウム膜の製造方法。
  18.  請求項15、又は16に記載の金属酸リチウム混合液の製造方法により生成された金属酸リチウム混合液を基材に塗布し、乾燥し、およびまたは、焼成することを特徴とする金属酸リチウム膜の製造方法。
  19.  請求項1、又は2に記載の前記金属酸リチウム混合液を乾燥し、およびまたは、焼成することを特徴とする金属酸リチウム粉末の製造方法。
  20.  請求項15、又は16に記載の金属酸リチウム混合液の製造方法により生成された金属酸リチウム混合液を乾燥し、およびまたは、焼成することを特徴とする金属酸リチウム粉末の製造方法。
PCT/JP2023/038263 2022-10-26 2023-10-24 金属酸リチウム混合液およびその製造方法 WO2024090404A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-171730 2022-10-26
JP2022171730 2022-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024090404A1 true WO2024090404A1 (ja) 2024-05-02

Family

ID=90830908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/038263 WO2024090404A1 (ja) 2022-10-26 2023-10-24 金属酸リチウム混合液およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024090404A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007004590A1 (ja) * 2005-07-01 2007-01-11 National Institute For Materials Science 全固体リチウム電池
WO2012056834A1 (ja) * 2010-10-29 2012-05-03 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
CN103509521A (zh) * 2013-09-28 2014-01-15 昆山市周市溴化锂溶液厂 吸收式制冷机专用溴化锂溶液及其制备方法
WO2021201127A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 日亜化学工業株式会社 リチウム硫黄電池用正極組成物、リチウム硫黄電池用正極及びリチウム硫黄電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007004590A1 (ja) * 2005-07-01 2007-01-11 National Institute For Materials Science 全固体リチウム電池
WO2012056834A1 (ja) * 2010-10-29 2012-05-03 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
CN103509521A (zh) * 2013-09-28 2014-01-15 昆山市周市溴化锂溶液厂 吸收式制冷机专用溴化锂溶液及其制备方法
WO2021201127A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 日亜化学工業株式会社 リチウム硫黄電池用正極組成物、リチウム硫黄電池用正極及びリチウム硫黄電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sclar et al. The effect of ZnO and MgO coatings by a sono-chemical method, on the stability of LiMn1. 5Ni0. 5O4 as a cathode material for 5 V Li-ion batteries
JP6189649B2 (ja) 正極活物質粉末およびその製造法
US11228030B2 (en) Solution and method for producing the same, and a method for producing active material for secondary battery
JP2018104242A (ja) アルカリ金属安定型ニオブ酸ゾル
JP2020066570A (ja) ニオブ酸リチウムの前駆体水溶液およびその製造方法
WO2024090404A1 (ja) 金属酸リチウム混合液およびその製造方法
JP2023153202A (ja) ニオブ酸リチウム溶液およびその製造方法
WO2024090405A1 (ja) タングステン酸リチウム分散液およびその製造方法
US9050776B2 (en) Method of synthesis of high dispersed spherical Y or Nb doped lithium titanate oxide using titanium tetrachloride and lithium hydroxide
WO2024090406A1 (ja) ニオブ酸リチウム分散液
JPH09259879A (ja) リチウム電池用正極活物質の製造方法
US20170062802A1 (en) Polynary composite oxide, preparation method and use thereof
WO2023171020A1 (ja) タンタル酸化合物分散液およびその製造方法
KR20180117698A (ko) 용액 및 이의 제조방법, 및 이차 전지용 활물질의 제조방법
JP7507980B2 (ja) ニオブ酸塩分散水溶液およびその製造方法
JP7338093B2 (ja) モリブデン酸溶液およびその製造方法、酸化モリブデン粉末およびその製造方法
JP7490895B2 (ja) 複合金属酸化合物分酸液、複合金属酸化合物粉末、複合金属酸化合物膜、及びそれらの製造方法
US20240208839A1 (en) Lithium niobate solution and method for producing same
JP7410226B2 (ja) 電極活物質被覆用リチウム含有酸化物前駆体溶液とその製造方法
TW202321158A (zh) 鈮酸鹽分散水溶液及其製造方法
Zehetmaier et al. Nanocellulose‐Mediated Transition of Lithium‐Rich Pseudo‐Quaternary Metal Oxide Nanoparticles into Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide (NCM) Nanostructures
US20230051009A1 (en) Lithium-containing oxide precursor solution for coating electrode active material, and method for producing the same
WO2023013287A1 (ja) タングステン酸溶液およびその製造方法、酸化タングステン粉末およびその製造方法
JP2022170682A (ja) ニオブ錯体およびリチウムを含む粉末および製造方法、並びに、ニオブ酸リチウムを含有する被覆層を有するリチウム二次電池正極活物質の製造方法
WO2023013289A1 (ja) ジルコニウム酸溶液およびその製造方法、酸化ジルコニウム粉末およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23882609

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1